JP2007323047A - Projection optical system and image display apparatus - Google Patents
Projection optical system and image display apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007323047A JP2007323047A JP2007047702A JP2007047702A JP2007323047A JP 2007323047 A JP2007323047 A JP 2007323047A JP 2007047702 A JP2007047702 A JP 2007047702A JP 2007047702 A JP2007047702 A JP 2007047702A JP 2007323047 A JP2007323047 A JP 2007323047A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- projection optical
- lens group
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 322
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 34
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 18
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 13
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0852—Catadioptric systems having a field corrector only
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/28—Reflectors in projection beam
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3152—Modulator illumination systems for shaping the light beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
この発明は投射光学系及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection optical system and an image display device.
小型のライトバルブに2次元的に画像表示した文字や絵などの静止画、あるいは動画などを、投射光学系によって拡大投影して画像表示するプロジェクタタイプの画像表示装置が知られている。ライトバルブとしては透過型液晶パネル、DLP(Digital Light Processor)のほか、コントラスト特性に優れたLCOS(Liquid Crystal on Silicon)が近年注目されている。 2. Description of the Related Art A projector type image display apparatus that displays an image by enlarging and projecting a still image such as a character or a picture displayed two-dimensionally on a small light valve or a moving image by a projection optical system is known. In recent years, liquid crystal panels and DLP (Digital Light Processor) as well as LCOS (Liquid Crystal on Silicon) excellent in contrast characteristics have attracted attention as light valves.
プロジェクタ型の画像表示装置としては、ライトバルブ上の画像を装置から離して設けた反射型スクリーンなどの投射面に拡大投射して反射光を観察するフロントプロジェクション型と、装置内に透過型のスクリーンを投射面として設け、スクリーンの背面側からライトバルブ上の画像を拡大投射し、スクリーン表面側から画像を観察するリアプロジェクション型とがある。 Projector-type image display devices include a front-projection type that observes reflected light by enlarging and projecting an image on a light valve on a projection screen such as a reflective screen provided away from the device, and a transmissive screen in the device. Is provided as a projection surface, and an image on the light valve is enlarged and projected from the back side of the screen, and the image is observed from the screen surface side.
リアプロジェクション型用の投射光学系として、物体側に配される広角レンズと「負のパワーを有する曲面ミラー」を組み合わせたものが特許文献1に記載されている。
特許文献2には、物体側にテレセントリックなレンズ系により中間像を形成し、この中間像を物体像として、正のパワーを持つ反射光学系によりスクリーン上に結像させる投射光学系が記載されている。
特許文献3には、物体側にテレセントリックなレンズ系と、負のパワーを有するマンジン鏡(Mangin mirror)によりスクリーン上に結像させる投射光学系が記載されている。
As a projection optical system for a rear projection type,
特許文献1記載の投射光学系はバックフォーカスが短く、物体側がテレセントリックになっていないので、LCOSのような反射型のライトバルブへの適用が容易でないと考えられる。実際、特許文献1では画像の表示にDMD(デジタル・ミラー・デバイス)が想定されている。
Since the projection optical system described in
特許文献2に記載の投射光学系は物体側にテレセントリックであり、反射型のライトバルブへの適用も開示されているが、反射光学系に正のパワーを持たせているため、拡大倍率を大きくとろうとすると、結像の光路長が大きくなりやすく、例えばリアプロジェクタ型の画像表示装置では「装置の奥行きや高さ」が大きくなりやすい。
The projection optical system described in
特許文献3に記載の投射光学系は物体側にテレセントリックであり、反射型のライトバルブへの適用も開示されているが、反射光学系に負のパワーを有するマンジン鏡を用いており、マンジン鏡の製造は通常のミラーよりも難しくコストも高い。
The projection optical system described in
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、十分なバックフォーカスを確保でき、LCOSなどの反射型のライトバルブへの対応性に優れ、従来技術のようなマンジン鏡を用いることなく高い解像力を得ることができ、像面に対して斜めに投射してもディストーションを良好に補正することが可能であり、投射距離も短く、薄型化・小型化を実現できる投射光学系および、この投射光学系を用いた画像表示装置の提供を、その主な目的とする。
また、この発明は、各レンズ群のパワー、焦点距離の最適な範囲を明確にし、投射光学系における解像性能のさらなる向上及び反射光学系における非球面ミラーの小型化に寄与することを、その主な目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can ensure a sufficient back focus, is excellent in compatibility with reflective light valves such as LCOS, and without using a Mangin mirror as in the prior art. A projection optical system that can obtain high resolution, can correct distortion well even when projected obliquely to the image plane, has a short projection distance, and can be reduced in thickness and size. The main purpose is to provide an image display device using a projection optical system.
Further, the present invention clarifies the optimum range of power and focal length of each lens group, contributes to further improvement of the resolution performance in the projection optical system and miniaturization of the aspherical mirror in the reflection optical system. Main purpose.
この発明の投射光学系は「平面的に表示された画像を物体とし、その拡大像を投射結像する投射光学系」である。
請求項1記載の投射光学系は以下の特徴を有する。
即ち、物体側にレンズ系、像側に反射光学系を有する。
「レンズ系」は、物空間側にテレセントリック性を与える群と、画角の発散を抑制する群と、絞りと、画角を収束させる群と、画角を収束させた後に拡大する群とを少なくとも有する。
「反射光学系」は、レンズ系の像側に配置され「負のパワーを有するミラー1枚」を含む。
ここで、「テレセントリック性を与える」とは、物空間側のテレセントリック性を維持するという概念を含み、また、物空間側の発散性を抑制してテレセントリックな状態で入射させるという概念を含むものである。
The projection optical system according to the present invention is a “projection optical system that projects an enlarged image of a planarly displayed image as an object”.
The projection optical system according to
That is, it has a lens system on the object side and a reflection optical system on the image side.
The “lens system” includes a group that gives telecentricity to the object space side, a group that suppresses the divergence of the angle of view, a stop, a group that converges the angle of view, and a group that expands after the angle of view is converged. Have at least.
The “reflection optical system” includes “one mirror having negative power” disposed on the image side of the lens system.
Here, “giving telecentricity” includes the concept of maintaining the telecentricity on the object space side, and also includes the concept of suppressing the divergence on the object space side and making it enter in a telecentric state.
レンズ系の各群と「負のパワーを有するミラー」とは光軸を共通として配置される。
そして「物体面(平面的な画像が表示される面)の中心」に対して、光軸をシフトさせて配置される。
Each group of the lens system and the “mirror having negative power” are arranged with a common optical axis.
The optical axis is shifted with respect to the “center of the object plane (plane on which a planar image is displayed)”.
請求項2記載の投射光学系は以下の特徴を有する。
即ち、4群のレンズ群を有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系を有する。
レンズ系の各群と「負のパワーを有するミラー」とは光軸を共通とし、レンズ系中には絞りが配置される。
The projection optical system according to
That is, it has a lens system having four lens groups and a reflective optical system including one mirror having negative power.
Each group of the lens system and the “mirror having negative power” have a common optical axis, and a diaphragm is disposed in the lens system.
レンズ系の物体側は略テレセントリックである。「略テレセントリック」とは、レンズ系の最も物体側のレンズ面に入射する主光線が光軸に対してなす角が±5度程度以下であることを意味する。
そして「物体面(平面的な画像が表示される面)の中心」に対して、光軸をシフトさせて配置される。
The object side of the lens system is substantially telecentric. “Substantially telecentric” means that the angle formed by the principal ray incident on the lens surface closest to the object of the lens system with respect to the optical axis is about ± 5 degrees or less.
The optical axis is shifted with respect to the “center of the object plane (plane on which a planar image is displayed)”.
請求項1または2記載の投射光学系におけるレンズ系は、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第3レンズ群と第4レンズ群の合成パワーが負であり、第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配した系とすることができる(請求項3)。
The lens system in the projection optical system according to
請求項1または2記載の投射光学系におけるレンズ系は、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第4レンズ群は「最も像側のレンズを除く合成パワー」が負で、上記最も像側のレンズが「像側に凸のメニスカス形状」であり、第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配した系とすることができる(請求項4)。この場合、絞りよりも物体側に接合レンズを配置することが好ましい(請求項9)。
The lens system in the projection optical system according to
請求項5記載の投射光学系は以下の特徴を有する。
即ち、物体側にレンズ系、像側に反射光学系を有する。
「レンズ系」は、物空間側にテレセントリック性を与える群と、絞りと、画角の発散を抑制する群と、画角を収束させる群と、画角を収束させた後に拡大する群とを少なくとも有する。
「反射光学系」は、レンズ系の像側に配置され「負のパワーを有するミラー1枚」を含む。
レンズ系の各群と「負のパワーを有するミラー」とは光軸を共通として配置される。
そして「物体面(平面的な画像が表示される面)の中心」に対して、光軸をシフトさせて配置される。
The projection optical system according to
That is, it has a lens system on the object side and a reflection optical system on the image side.
The “lens system” includes a group that gives telecentricity to the object space side, a diaphragm, a group that suppresses the divergence of the angle of view, a group that converges the angle of view, and a group that expands after the angle of view is converged. Have at least.
The “reflection optical system” includes “one mirror having negative power” disposed on the image side of the lens system.
Each group of the lens system and the “mirror having negative power” are arranged with a common optical axis.
The optical axis is shifted with respect to the “center of the object plane (plane on which a planar image is displayed)”.
請求項6記載の投射光学系は以下の特徴を有する。
即ち、4群のレンズ群を有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系を有する。
レンズ系の各群と「負のパワーを有するミラー」とは光軸を共通とし、レンズ系中には絞りが配置される。
The projection optical system according to
That is, it has a lens system having four lens groups and a reflective optical system including one mirror having negative power.
Each group of the lens system and the “mirror having negative power” have a common optical axis, and a diaphragm is disposed in the lens system.
レンズ系の物体側は略テレセントリックである。「略テレセントリック」とは、レンズ系の最も物体側のレンズ面に入射する主光線が光軸に対してなす角が±5度程度以下であることを意味する。
そして「物体面(平面的な画像が表示される面)の中心」に対して、光軸をシフトさせて配置される。
The object side of the lens system is substantially telecentric. “Substantially telecentric” means that the angle formed by the principal ray incident on the lens surface closest to the object of the lens system with respect to the optical axis is about ± 5 degrees or less.
The optical axis is shifted with respect to the “center of the object plane (plane on which a planar image is displayed)”.
請求項5または6記載の投射光学系におけるレンズ系は、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、第1ないし第2レンズ群は正のパワー、第3レンズ群と第4レンズ群の合成パワーが負であり、第1レンズ群と第2レンズ群との間に絞りを配した系とすることができる(請求項7)。
The lens system in the projection optical system according to
請求項5または6記載の投射光学系におけるレンズ系は、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第4レンズ群は「最も像側のレンズを除く合成パワー」が負で、上記最も像側のレンズが「像側に凸のメニスカス形状」であり、第1レンズ群と第2レンズ群との間に絞りを配した系とすることができる(請求項8)。この場合、絞りよりも物体側に接合レンズを配置することが好ましい(請求項9)。
The lens system in the projection optical system according to
請求項4または8のように、レンズ系を4群のレンズ群で構成し、各レンズ群のパワー配置を上記のごとく設定し、最も像側のレンズを「像側に凸のメニスカスレンズ」とすると、反射光学系のミラーの、負のパワーとあわせてバックフォーカスを長くとることができ、物体面側をテレセントリックとすることにより、像側が広角で、投射距離が短く、像面に対して斜めに投射しても像の歪の補正が可能で、解像度の高い投射光学系が得られる。また、第2レンズ群と第3レンズ群との間に、あるいは第1レンズ群と第2レンズ群との間に絞りを配置することによって高い開口効率を得ることができる。
As in
さらに、請求項9のように「絞りよりも物体側に接合レンズを配置する」ことにより、倍率色収差の良好な補正が可能になる。
Further, as described in
請求項1〜9の任意の1に記載の投射光学系は、レンズ系中に非球面を1面以上含むことが好ましい(請求項10)。この場合に、レンズ系中の非球面は「2面以下」であることができる(請求項11)。非球面のレンズ面を用いることにより、結像性能を良好に補正することができる。
The projection optical system according to any one of
請求項10または11記載の投射光学系は、レンズ系中における「第4レンズ群の最も像側のレンズ」の両面を非球面とすることが好ましい(請求項12)。この場合、第4レンズ群の最も像側のレンズは合成樹脂によるレンズとすることが好ましい(請求項13)。
「両面を非球面とするレンズ」の材料を合成樹脂とすることにより、非球面の形成が容易であり投射光学系の量産コストを低減できる。
In the projection optical system according to claim 10 or 11, it is preferable that both surfaces of the “lens closest to the image side of the fourth lens group” in the lens system are aspherical surfaces (claim 12). In this case, the most image side lens of the fourth lens group is preferably a synthetic resin lens.
By using synthetic resin as the material for the “lens having both aspheric surfaces”, it is easy to form the aspheric surface, and the mass production cost of the projection optical system can be reduced.
請求項1〜13の任意の1に記載の投射光学系において「反射光学系における負のパワーを有するミラー」の鏡面は回転対称非球面であることができる(請求項14)。この場合、負のパワーを有するミラーの回転対称非球面は「偶数次項と奇数次項」を含むことが好ましい(請求項15)。回転対称非球面は形成容易で製造コストを低減できる。また、偶数次の項のみならず奇数次の項を持つ非球面により「広角化と斜め投射に伴う像歪」を良好に補正することが可能である。
The projection optical system according to any one of
請求項1〜15の任意の1に記載の投射光学系は、レンズ系中もしくは、レンズ系と反射光学系において最も上記レンズ系に近いミラーとの間に「光路屈曲用のミラー」を1枚以上設けることができる(請求項16)。このような光路屈曲ミラーの使用により、投射光学系の光路を「折りたたむ」ことができ、これを用いる画像表示装置の奥行きを薄くすることができる。
The projection optical system according to any one of
請求項5〜8の任意の1に記載の投射光学系は、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(1)〜(3)を満たすようにすることができる(請求項17)。この条件は、薄型投射可能で、解像性能の向上に有利な構成条件である。
2.7<f1/f ・・・(1)
f2/f<8.8 ・・・(2)
−9.4<f3/f ・・・(3)
The projection optical system according to any one of
2.7 <f1 / f (1)
f2 / f <8.8 (2)
-9.4 <f3 / f (3)
請求項17記載の投射光学系は、さらに下式(4)〜(6)を満たすようにすることができる(請求項18)。この条件は、薄型投射可能で、解像性能の向上に有利な構成条件である。
79<f1<81 ・・・・(4)
f2<253 ・・・・(5)
−275<f3 ・・・・(6)
The projection optical system according to claim 17 can further satisfy the following expressions (4) to (6) (claim 18). This condition is a structural condition that enables thin projection and is advantageous for improving the resolution performance.
79 <f1 <81 (4)
f2 <253 (5)
-275 <f3 (6)
請求項5〜8の任意の1に記載の投射光学系は、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(7)〜(9)を満たすようにすることができる(請求項19)。この条件は、薄型投射可能で、ミラー小型化に有利な構成条件である。
f1/f<3.0 ・・・・(7)
7.7<f2/f ・・・・(8)
f3/f<−5.6 ・・・・(9)
請求項19記載の投射光学系は、さらに下式(10)〜(12)を満たすようにすることができる(請求項20)。この条件は、薄型投射可能で、ミラー小型化に有利な構成条件である。
79<f1<81 ・・・・(10)
210<f2 ・・・・(11)
f3<−152 ・・・・(12)
The projection optical system according to any one of
f1 / f <3.0 (7)
7.7 <f2 / f (8)
f3 / f <−5.6 (9)
The projection optical system according to claim 19 can further satisfy the following expressions (10) to (12) (claim 20). This condition is a constitutional condition that enables thin projection and is advantageous for mirror miniaturization.
79 <f1 <81 (10)
210 <f2 (11)
f3 <−152 (12)
請求項5〜8の任意の1に記載の投射光学系は、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(13)〜(15)を満たすようにすることができる(請求項21)。この条件は、薄型投射可能で、高MTF化とミラー小型化に有利な構成条件である。
2.8<f1/f<3.0 ・・・・(13)
7.9<f2/f<8.2 ・・・・(14)
−7.2<f3/f<−6.0 ・・・・(15)
The projection optical system according to any one of
2.8 <f1 / f <3.0 (13)
7.9 <f2 / f <8.2 (14)
-7.2 <f3 / f <-6.0 (15)
請求項21記載の投射光学系は、さらに、下式(16)〜(18)を満たすようにすることができる(請求項22)。この条件は、薄型投射可能で、高MTF化とミラー小型化に有利な構成条件である。
79<f1<81 ・・・・(16)
210<f2<230 ・・・・(17)
−202<f3<−153 ・・・・(18)
The projection optical system according to claim 21 can further satisfy the following expressions (16) to (18) (claim 22). This condition is a structural condition that enables thin projection and is advantageous for high MTF and mirror miniaturization.
79 <f1 <81 (16)
210 <f2 <230 (17)
−202 <f3 <−153 (18)
この発明の画像表示装置は「ライトバルブの画像表示面に平面的に表示され、照明手段により照明された画像を、投射光学系により拡大して投射結像する画像表示装置」であって、投射光学系として請求項1〜22の任意の1に記載のものを用いることを特徴とする(請求項23)。
The image display device according to the present invention is an “image display device for projecting and forming an image, which is displayed in a planar manner on an image display surface of a light valve and illuminated by an illumination means, by a projection optical system”. The optical system according to any one of
請求項23記載の画像表示装置におけるライトバルブは「反射型のライトバルブ」であることができる(請求項24)。勿論、透過型のライトバルブを用いることもできる。反射型のライトバルブとしては、前述のLCOSが好適である。 The light valve in the image display device according to claim 23 may be a “reflective light valve” (claim 24). Of course, a transmissive light valve can also be used. As the reflective light valve, the above-mentioned LCOS is suitable.
請求項23または24記載の画像表示装置は、3枚のライトバルブに3原色の各色成分画像を表示し、これら3枚のライトバルブにより変調された光束を合成して投射光学系に導光し、カラー画像を結像投射するものであることができる(請求項25)。ライトバルブ3枚を用いることにより、単板式のカラー画像表示よりも解像力の高いカラー画像を表示できる。 The image display device according to claim 23 or 24 displays the three primary color component images on the three light valves, combines the light beams modulated by the three light valves, and guides them to the projection optical system. A color image can be formed and projected (claim 25). By using three light valves, it is possible to display a color image having a higher resolving power than a single-plate color image display.
請求項23〜25の任意の1に記載の画像表示装置は、ライトバルブと、これを照明する照明手段と、投射光学系と、拡大画像を投射される画像表示手段とを一体として構成することができる(請求項26)。「画像表示手段」は、画像表示装置がフロントプロジェクション型のものであるときは「反射性のスクリーン」、リアプロジェクション型のものであるときは「透過型のスクリーン」である。
The image display device according to any one of
以上に説明したように、この発明の投射光学系は、物体側に配置されるレンズ系が、物空間側に略テレセントリック性を有するので、平面的に画像を表示するライトバルブとして応答性やコントラスト特性に優れたLCOSを用いることができ、像側に配置される反射光学系が負のパワーのミラーを含むので、このミラーの負のパワーにより、結像光束の発散角を広げ、短い光路長で大きな拡大像を結像させることができ、画像表示装置を薄型化することができる。 As described above, in the projection optical system according to the present invention, the lens system arranged on the object side has a substantially telecentric property on the object space side. LCOS with excellent characteristics can be used, and the reflection optical system arranged on the image side includes a mirror with a negative power, so that the negative power of this mirror widens the divergence angle of the imaging light beam and shortens the optical path length. Thus, a large enlarged image can be formed, and the image display device can be thinned.
投射光学系はまた「平面的な画像の表示される物体面の中心」に対して、光軸をシフトさせて配置されるので、像面の中心高さを、物体面の中心高さよりも高くできる。 The projection optical system is also arranged by shifting the optical axis with respect to the “center of the object plane on which the planar image is displayed”, so that the center height of the image plane is higher than the center height of the object plane. it can.
また、像側に配置される反射光学系の、負のパワーを持つミラーの鏡面形状を非球面形状とすることにより、高品質の拡大画像の表示が可能となる。 Further, the mirror surface shape of the mirror having negative power of the reflecting optical system arranged on the image side is made an aspherical surface, so that a high-quality enlarged image can be displayed.
LCOSパネルの画像を、マンジン鏡を用いることなく、高い解像力で且つ短い投写距離で、投射面の法線に対して傾斜して投射することができる。これにより、マンジン鏡を用いることによる製造困難性、高コスト化を回避できる。
光軸を共通とすることで、光学系の組み付け調整が容易となる。
バックフォーカスが長くLCOS等の反射型ライトバルブへの対応性に優れた構成とすることができる。また、指定の絞り配置によって周辺光量比の高い投射系を実現できる。
The image of the LCOS panel can be projected with a high resolving power and a short projection distance with an inclination to the normal of the projection surface without using a Mangin mirror. Thereby, it is possible to avoid manufacturing difficulty and cost increase due to the use of a mangin mirror.
By making the optical axis common, assembly adjustment of the optical system becomes easy.
The back focus is long and the structure can be made excellent in adaptability to reflective light valves such as LCOS. In addition, a projection system having a high peripheral light amount ratio can be realized by a designated aperture arrangement.
レンズ系の焦点距離を最適化することにより、80倍以上の高い拡大倍率で投射しても、QXGAという高い解像度クラスにおいて、良好な解像性能を得ることができる。
レンズ系の焦点距離を最適化することにより、60インチ程度の投写画面サイズにおいても、QXGAという高い解像度クラスにおいて、良好な解像性能を得ることができる。
レンズ系の焦点距離を最適化することにより、非球面ミラーのサイズを大型化することなく、80倍以上の高い拡大倍率で投射することができ、QXGAという高い解像度クラスにおいても良好な解像性能を得ることができる。
レンズ系の焦点距離を最適化することにより、非球面ミラーのサイズを大型化することなく、60インチ程度の投写画面サイズに拡大投射することができる。
By optimizing the focal length of the lens system, good resolution performance can be obtained in a high resolution class of QXGA even when projected at a magnification of 80 times or higher.
By optimizing the focal length of the lens system, good resolution performance can be obtained in a high resolution class of QXGA even with a projection screen size of about 60 inches.
By optimizing the focal length of the lens system, it is possible to project at a magnification of 80x or higher without increasing the size of the aspherical mirror, and good resolution performance even in a high resolution class of QXGA Can be obtained.
By optimizing the focal length of the lens system, it is possible to enlarge and project to a projection screen size of about 60 inches without increasing the size of the aspherical mirror.
図1は、第1の実施の形態に係る投射光学系を示している。
図1において符号1は、投射光学系の結像において物体となる「平面的に表示された画像である物体面」を示す。物体面1は実体的には「ライトバルブの画像表示面」であり、この実施の形態では「反射型のライトバルブの画像表示面」を想定している。なお、反射型に限らず透過型のライトバルブの画像表示面であっても良い。この実施の形態は、反射型のライトバルブを3枚用いるカラー画像表示を想定しており、これら3枚のライトバルブは投射光学系に対して等価な位置に配置されるので、物体面1で3つの物体面を表している。
FIG. 1 shows a projection optical system according to the first embodiment.
In FIG. 1,
符号2は「光源からの光を各ライトバルブへ導くための偏光ビームスプリッタと、各ライトバルブでの反射光束を合成するためのクロスプリズムとを合わせた系」を、これに等価な光路長を持つ透明板として示すものである。
符号IないしIVは第1レンズ群ないし第4レンズ群を示している。第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVは「レンズ系」を構成する。符号3は、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間に配置された絞りを示し、符号4は反射光学系に含まれる「負のパワーを持つミラー」を示している。
Reference numerals I to IV denote the first lens group to the fourth lens group. The first lens group I to the fourth lens group IV constitute a “lens system”.
図1に示す如く、レンズ系における第1レンズ群Iの物空間側は「テレセントリック」である。第1レンズ群Iのパワーは0.0018、第2レンズ群IIのパワーは0.0179、第3レンズ群IIIのパワーは0.010であり、これら第1ないし第3レンズ群のパワーはいずれも「正」である。第4レンズ群IVにおいて「最も像側のレンズを除いた合成パワー」は−0.0436で「負」であり、最も像側のレンズは「像面側に凸のメニスカスレンズ」である。 As shown in FIG. 1, the object space side of the first lens group I in the lens system is “telecentric”. The power of the first lens group I is 0.0018, the power of the second lens group II is 0.0179, the power of the third lens group III is 0.010, and the power of these first to third lens groups is any Is also positive. In the fourth lens group IV, “the combined power excluding the most image side lens” is −0.0436 and “negative”, and the most image side lens is “a meniscus lens convex to the image surface side”.
レンズ系の光軸は、物体面1に対して図の上方へシフトして設定されている。これは光軸上の成分は用いないことを意味する。
第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間に絞り3が設けられている。物体面1から射出した「異なる画角の主光線」は絞り3の位置で光軸と交差し、マージナル光線の高さは絞りの径に一致している。レンズ系を構成する第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVは光軸を共通とする「共軸配置」である。
The optical axis of the lens system is set by shifting upward in the figure with respect to the
A
負のパワーを持つミラー4の鏡面は「回転対称非球面形状」であり、レンズ系と光軸を共通にして配置されている。すなわちミラー4はレンズ系光軸に対して偏心していない。従がって、投射光学系を構成するレンズ系と反射光学系とは光軸を共通にしている。
The mirror surface of the
ミラー4の回転対称非球面形状は、非球面係数として偶数次項と奇数次項を含む非球面形状となっている。偶数次項と奇数次項とを含む非球面形状は、cを近軸曲率、Kを円錐定数、非球面係数をAi(i=1,2,3,・・)として、次式で表される。
The rotationally symmetric aspherical shape of the
Z(r)=(cr2)/[1+√{1−(1+K)c2r2}]
+A1・r+A2・r2+A3・r3+A4・r4+・・・・
ここに、rは「光軸からの距離」、Zは「光軸方向のデプス」である。
Z (r) = (cr 2 ) / [1 + √ {1- (1 + K) c 2 r 2 }]
+ A1 ・ r + A2 ・ r 2 + A3 ・ r 3 + A4 ・ r 4 + ・ ・ ・ ・
Here, r is “distance from the optical axis”, and Z is “depth in the optical axis direction”.
即ち、図1に示す投射光学系は、物体側から、物空間側にテレセントリック性を与える群Iと、画角の発散を抑制する群IIと、絞り3と、画角を収束させる群IIIと、画角を収束させた後に拡大する群IVとを有するレンズ系と、このレンズ系の像側に配置され、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系とを有し、レンズ系の各群とパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、物体面1の中心に対して、光軸をシフトさせて配置されている。これらの構成によれば、画像表示装置を薄型化、小型化することができる。
That is, the projection optical system shown in FIG. 1 includes a group I that gives telecentricity from the object side to the object space side, a group II that suppresses divergence of the angle of view, a
また、図1に実施の形態を示す投射光学系は、平面的に表示された画像を物体とし、その拡大像を投射結像する投射光学系であって、4群のレンズ群IないしIVを有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系4を有し、レンズ系の各群と負のパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、レンズ系中に絞り3を有し、レンズ系の物体側は略テレセントリックであり、物体面1の中心に対して光軸をシフトさせて配置されるものである。これらの構成によれば、画像表示装置を薄型化、小型化することができる。
1 is a projection optical system that projects an enlarged image of a planarly displayed image as an object, and includes four lens groups I to IV. And a reflecting
レンズ系は、物体側より順に第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを配してなり、第1レンズ群Iないし第3レンズ群IIIは正のパワー、第4レンズ群IVは最も像側のレンズを除く合成パワーが負で、最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状であり、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間に絞り3を配してなる。このように反射光学系のミラーの、負のパワーとあわせてバックフォーカスを長くとることができ、物体面側をテレセントリックとすることにより、像側が広角で、投射距離が短く、像面に対して斜めに投射しても像の歪の補正が可能で、解像度の高い投射光学系が得られる。また、第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配置することによって高い開口効率を得ることができる。
The lens system includes a first lens group I to a fourth lens group IV in order from the object side, the first lens group I to the third lens group III are positive power, and the fourth lens group IV is the most image side. The combined power excluding the second lens is negative, the most image side lens has a meniscus shape convex to the image side, and a
また、図1に示すように、絞りよりも物体側にある第1レンズ群Iには、2組の接合レンズが配置されている。このように「絞りよりも物体側に接合レンズを配置する」ことにより、倍率色収差の良好な補正が可能になる。 As shown in FIG. 1, two sets of cemented lenses are arranged in the first lens group I located on the object side of the stop. In this way, by “arranging the cemented lens closer to the object side than the stop”, it is possible to correct the lateral chromatic aberration satisfactorily.
さらに、反射光学系における負のパワーを有するミラー4の鏡面が奇数次項を含む回転対称非球面である。回転対称非球面は形成容易で製造コストを低減できる。また、偶数次の項のみならず奇数次の項を持つ非球面により「広角化と斜め投射に伴う像歪」を良好に補正することが可能である。
Further, the mirror surface of the
レンズ系において、最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状である点は、これに限定される趣旨ではない。
物体側より順に第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを配してなり、第1レンズ群Iないし第3レンズ群IIIは正のパワー、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成パワーが負であり、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間に絞り3を配してなる系としてもよい。
In the lens system, the point that the lens closest to the image side has a meniscus shape convex toward the image side is not limited to this.
The first lens group I to the fourth lens group IV are arranged in order from the object side, the first lens group I to the third lens group III are positive power, and the composition of the third lens group III and the fourth lens group IV. A system in which the power is negative and the
ここで、図1の実施の形態に対する具体的な数値例を挙げる。
[数値例1]
表1は数値例1に関するデータである。
表1において「No.」とあるのは物体側から数えた面番号であり、符号2で示す透明板の両面や絞り3の面も含んでいる。No.=0は「物体面」であり、No.=15は絞りの面である。「R」は曲率半径、「D」は面間隔、「Nd」はd線に対する材質の屈折率、「νd」はアッベ数を示す。
Here, specific numerical examples for the embodiment of FIG. 1 will be given.
[Numerical example 1]
Table 1 shows data related to Numerical Example 1.
In Table 1, “No.” is a surface number counted from the object side, and includes both surfaces of the transparent plate and the surface of the
表2は、面番号:No.=22(第4レンズ群IVの、最も像側のレンズの物体側レンズ面)の非球面データを示す。 Table 2 shows the surface number: = 22 (the aspherical surface data of the object side lens surface of the lens closest to the image side in the fourth lens group IV).
表3は、面番号:No.=23(第4レンズ群IVの、最も像側のレンズの像側レンズ面)の非球面データを示す。 Table 3 shows the surface number: = 23 (image-side lens surface of the most image-side lens of the fourth lens group IV) aspherical surface data.
表4は、面番号:24(ミラー4の鏡面)の非球面形状の非球面データである。 Table 4 shows aspherical data of the aspherical shape of surface number: 24 (mirror surface of the mirror 4).
なお、表1における面番号25は、ミラー4による反射光束をスクリーン側へ反射する平面鏡(ミラー4とともに反射光学系を構成する。図1には図示されていない。)の反射面である。
The
具体的な数値例1の投射光学系では、上記の如く、レンズ系中に非球面を1面以上(面番号:22、23)含み、レンズ系中の非球面が2面である。また、レンズ系中における第4レンズ群IVの最も像側のレンズ(像側に凸面を向けたメニスカスレンズ)の両面(面番号:22、23)が非球面である。また、第4レンズ群IVの最も像側のレンズは合成樹脂によるレンズである。このように、非球面のレンズ面を用いることにより、結像性能を良好に補正することができる。さらに、「両面を非球面とするレンズ」の材料を合成樹脂とすることにより、非球面の形成が容易であり投射光学系の量産コストを低減できる。 In the projection optical system of the specific numerical example 1, as described above, the lens system includes one or more aspheric surfaces (surface numbers: 22 and 23), and the aspheric surfaces in the lens system are two surfaces. Further, both surfaces (surface numbers: 22 and 23) of the most image side lens (meniscus lens having a convex surface facing the image side) of the fourth lens group IV in the lens system are aspherical surfaces. The most image side lens of the fourth lens group IV is a lens made of synthetic resin. In this way, by using an aspheric lens surface, it is possible to correct the imaging performance satisfactorily. Furthermore, by using a synthetic resin as the material for the “lens having both aspheric surfaces”, it is easy to form an aspheric surface and the mass production cost of the projection optical system can be reduced.
数値例1における拡大倍率は85.7倍であり、対角長:0.7インチの反射型のライトバルブを用いる場合、対角長:60インチの画面に拡大投射できる。 The enlargement magnification in Numerical Example 1 is 85.7 times, and when a reflective light valve with a diagonal length of 0.7 inches is used, it can be enlarged and projected onto a screen with a diagonal length of 60 inches.
図1に示す光束群は、物体面1において「最も光軸に近い位置」を基点に、図の−Y方向に物体高比:0.0、0.25、0.5、0.75、1.0の5つの画角を設定して表示している。
The light beam group shown in FIG. 1 has an object height ratio of 0.0, 0.25, 0.5, 0.75 in the −Y direction in the figure, starting from the “position closest to the optical axis” on the
図2は、数値例1における波動光学的MTF特性を示す図である。
横軸は空間周波数(SPATIAL FREQUENCY(cycles/mm))を表し、縦軸はモジュレーション値(MODULATION)である。即ち、縦軸は「MTFを比率で表示」するものであり、最大値:1はMTFが100%であることを意味する。同図における空間周波数:0.83cycles/mmは、投射光学系の倍率から「QXGAの1ラインペアに相当する周波数」になっているが、65%を越える解像力が得られていることを示している。
FIG. 2 is a diagram showing wave optical MTF characteristics in Numerical Example 1.
The horizontal axis represents the spatial frequency (SPATIAL FREQUENCY (cycles / mm)), and the vertical axis represents the modulation value (MODULATION). In other words, the vertical axis indicates “MTF is displayed as a ratio”, and a maximum value of 1 means that the MTF is 100%. The spatial frequency in the figure: 0.83cycles / mm is "frequency corresponding to one line pair of QXGA" from the magnification of the projection optical system, but shows that a resolution exceeding 65% is obtained. Yes.
図3は、数値例1における「像面(スクリーン面)における像の集光位置」を示している。縦軸のY方向は図1における上下方向で、横軸のX方向は図1の図面に直交する方向である。上述の如く、ミラー4により反射された光束は、XY面に平行な反射面を持つ平面鏡により反射されてスクリーン(表示手段)上に投射されるので、像面(スクリーン)はXY面に平行である。X=Y=0は「レンズ系の光軸位置」の座標である。
FIG. 3 shows “image condensing position on the image plane (screen plane)” in Numerical Example 1. The Y direction on the vertical axis is the vertical direction in FIG. 1, and the X direction on the horizontal axis is the direction orthogonal to the drawing in FIG. As described above, since the light beam reflected by the
図3は、像面上でX=0に対しXのプラス方向のみの像点位置を示しているが、投射光学系が「Y軸に対して左右対称」であることから、Xのマイナス側にもY軸に対称に像点が位置することは言うまでも無い。図3からわかるようにディストーション歪は極めて良好に補正されている。即ち、数値例1におけるTVディストーション値は±0.5%以下である。 FIG. 3 shows the image point position only in the positive direction of X with respect to X = 0 on the image plane. However, since the projection optical system is “symmetric with respect to the Y axis”, the negative side of X Needless to say, the image point is located symmetrically with respect to the Y axis. As can be seen from FIG. 3, the distortion distortion is corrected extremely well. That is, the TV distortion value in Numerical Example 1 is ± 0.5% or less.
図4に第2の実施の形態(図1に示す実施の形態の変形例)を示す。
この実施の形態におけるレンズ系・反射光学系は図1に示すものと同一であるが、レンズ系と、反射光学系のミラー4(最もレンズ系に近いミラー)との間に、光路屈曲用のミラー5を配置した構成となっている。
FIG. 4 shows a second embodiment (a modification of the embodiment shown in FIG. 1).
The lens system and the reflection optical system in this embodiment are the same as those shown in FIG. 1, but the optical path bending is between the lens system and the
図4における符号6は「ミラー4とともに反射光学系を構成する平面鏡」を示し、符号7は「画像表示手段」であるスクリーンを示している。
符号1は物体面を示し、符号2は図1の実施の形態と同じく「光源からの光を各ライトバルブへ導くための偏光ビームスプリッタと、各ライトバルブでの反射光束を合成するためのクロスプリズムとを合わせた系」を、これに等価な光路長を持つ透明板として示すものである。
物体面1からの光はレンズ系を透過し、光路屈曲用のミラー5により反射されてミラー4に入射し、さらに平面鏡6により反射されてスクリーン7上に結像する。光路屈曲用のミラー5は平面鏡で、その反射面の法線が、図4に示すXZ面に平行な面内においてZ方向に対して45度傾くように配置される。
The light from the
図5は、図4の実施の形態をZ方向から見たXY平面図である。光線は平面鏡5、回転対称非球面形状の鏡面を持つミラー4、平面鏡6の順に反射してスクリーン7に至る。反射にともない光線高さは+Y方向に増加する。
FIG. 5 is an XY plan view of the embodiment of FIG. 4 viewed from the Z direction. The light beam is reflected in the order of the
平面鏡5には光路屈曲以外の作用がないので、図4の光学系のデータを数値例1のデータと同一にすれば、波動光学的MTF特性は図2に示すものと同一になり、像面(YZ面に平行である。)における像の集光位置は図3に示すものと同一になる。ただし、ミラー5によって光軸方向がX軸方向に変換されるので、スクリーンの横方向はZ軸方向に変換される。
Since the
図4、図5の実施の形態は、レンズ系がミラー4と平面鏡6との間に配置され、レンズ系光軸が平面鏡6の反射面と平行になるので、平面鏡6とスクリーン7との間の間隔を、図1に示す実施の形態に比してより小さくでき、リアプロジェクション型の画像表示装置として構成すると装置の奥行きをより小さくできる。因みに、平面鏡6とスクリーン7のX方向の間隔は300mm程度である。また、平面鏡6を取り除いた構成により、フロントプロジェクション型の画像表示装置として構成するとスクリーンと近接でありながら、十分な拡大投射を行うことが可能となる。
4 and 5, the lens system is disposed between the
図6は、第3の実施の形態に係る投射光学系を示す図である。繁雑を避けるため混同の恐れが無いと思われるものについては図1におけるものと同一の符号を付すものとする。
図6に示すように、物体面1からの光は、「光源からの光を各ライトバルブへ導くための偏光ビームスプリッタと、各ライトバルブでの反射光束を合成するためのクロスプリズムとを合わせた系」に等価な光路長を持つ透明板2を介してレンズ系に入射する。レンズ系は第1レンズ群I〜第4レンズ群IVを共軸配置に配置してなる。
FIG. 6 is a diagram showing a projection optical system according to the third embodiment. In order to avoid confusion, the same reference numerals as those in FIG.
As shown in FIG. 6, the light from the
レンズ系から射出した光は、反射光学系を構成する負のパワーを持つミラー4に入射し、反射されて表示手段であるスクリーン7上に結像する。
The light emitted from the lens system is incident on the
図6に示す実施の形態では、図1の形態よりもレンズが薄肉化されている。
物体面1は反射型のライトバルブの画像表示面である。物体面1におけるY方向の物体高すなわち有効領域は、レンズ系の光軸よりも図の下方の範囲に設定され、物体面1の中心はレンズ系の光軸に対してY方向のマイナス側へシフトして配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 6, the lens is thinner than that in the embodiment of FIG.
The
図6の実施の形態において、レンズ系の第1レンズ群Iは物体面側にテレセントリック性を有し、そのパワーは0.0103である。第2レンズ群IIのパワーは0.0086、第3レンズ群IIIのパワーは0.0094である。即ち、第1レンズ群I〜第3レンズ群IIIは何れも「正のパワー」を持つ。第4レンズ群IVの「最も像側のレンズを除く合成焦点距離」は−0.04で「負」であり、最も像側のレンズは「像側に凸面を向けたメニスカスレンズ」である。上記の如く、第1レンズ群I〜第4レンズ群IVは「共軸配置」である。 In the embodiment of FIG. 6, the first lens group I of the lens system has telecentricity on the object plane side, and its power is 0.0103. The power of the second lens group II is 0.0086, and the power of the third lens group III is 0.0094. That is, the first lens group I to the third lens group III all have “positive power”. The “combined focal length excluding the most image side lens” of the fourth lens group IV is −0.04 and “negative”, and the most image side lens is “a meniscus lens having a convex surface facing the image side”. As described above, the first lens group I to the fourth lens group IV are in “coaxial arrangement”.
第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIの間には絞り3が設けられている。物体面1から射出した「異なる画角の主光線」は絞り3の位置で光軸と交差し、マージナル光線の高さは絞りの径に一致している。
A
反射光学系に含まれるミラー4は負のパワーを有し、その光軸はレンズ系の光軸と合致しており、偏心していない。
The
この実施の形態においても、ミラー4の鏡面は、奇数次項と偶数次項の非球面係数を含む回転対称非球面形状となっている。また、図示の如く、第1レンズ群Iには接合レンズを2組設けており、これは絞り3よりも物体面側にある。
Also in this embodiment, the mirror surface of the
すなわち、図6に示す投射光学系は、物体側から、物空間側にテレセントリック性を与える群Iと、画角の発散を抑制する群IIと、絞り3と、画角を収束させる群IIIと、画角を収束させた後に拡大する群IVとを有するレンズ系と、このレンズ系の像側に配置され、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系とを有し、レンズ系の各群とパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、物体面1の中心に対して、光軸をシフトさせて配置されている。
That is, the projection optical system shown in FIG. 6 includes a group I that gives telecentricity from the object side to the object space side, a group II that suppresses divergence of the angle of view, a
また、図6に実施の形態を示す投射光学系は、平面的に表示された画像を物体とし、その拡大像を投射結像する投射光学系であって、4群のレンズ群IないしIVを有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系を有し、レンズ系の各群と負のパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、レンズ系中に絞り3を有し、レンズ系の物体側は略テレセントリックであり、物体面1の中心に対して光軸をシフトさせて配置されるものである。また、レンズ系は、物体側より順に第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを配してなり、第1レンズ群Iないし第3レンズ群IIIは正のパワー、第4レンズ群IVは「最も像側のレンズを除く合成パワー」が負で、最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状であり、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間に絞り3を配してなる。絞り3よりも物体側にある第1レンズ群Iには、2組の接合レンズが配置されている。
6 is a projection optical system that projects a magnified image of a planarly displayed image as an object, and includes four lens groups I to IV. A lens system and a reflecting optical system including a
また、反射光学系における負のパワーを有するミラー4の鏡面が偶数次項とともに奇数次項を含む回転対称非球面である。
Further, the mirror surface of the
ここで、図6の実施の形態に対する具体的な数値例を挙げる。
[数値例2]
表5は、数値例2に関するデータである。
表5において「No.」とあるのは物体側から数えた面番号であり、符号2で示す透明板の両面や絞り3の面も含んでいる。No.=0は「物体面」であり、No.=15は絞りの面である。「R」は曲率半径、「D」は面間隔、「Nd」はd線に対する材質の屈折率、「νd」はアッベ数を示す。
Here, specific numerical examples for the embodiment of FIG. 6 will be given.
[Numerical example 2]
Table 5 shows data related to Numerical Example 2.
In Table 5, “No.” is a surface number counted from the object side, and includes both surfaces of the transparent plate and the surface of the
表6は、面番号:No.=22(第4レンズ群IVの、最も像側のレンズの物体側レンズ面)の非球面データを示す。 Table 6 shows the surface number: = 22 (the aspherical surface data of the object side lens surface of the lens closest to the image side in the fourth lens group IV).
表7は、面番号:No.=23(第4レンズ群IVの、最も像側のレンズの像側レンズ面)の非球面データを示す。 Table 7 shows the surface number: = 23 (image-side lens surface of the most image-side lens of the fourth lens group IV) aspherical surface data.
表8は、面番号:24(ミラー4の鏡面)の非球面形状の非球面データである。 Table 8 shows aspherical data of the aspherical shape with surface number 24 (mirror surface of the mirror 4).
表5における面番号25は、ミラー4による反射光束をスクリーン側へ反射する平面鏡(ミラー4とともに反射光学系を構成し、図6に図示されていない。)の反射面である。
The
この具体的な数値例2の投射光学系では、上記のごとく、レンズ系中に非球面を1面以上(面番号:22、23)含んでいる。また、レンズ系中の非球面が2面であり(請求項11)、レンズ系中における第4レンズ群IVの最も像側のレンズ(像側に凸面を向けたメニスカスレンズ)の両面(面番号:22、23)が非球面である。また、第4レンズ群IVの最も像側のレンズが合成樹脂によるレンズである。 In the projection optical system of the specific numerical example 2, as described above, the lens system includes one or more aspheric surfaces (surface numbers: 22 and 23). Further, there are two aspheric surfaces in the lens system (Claim 11), and both surfaces (surface numbers) of the most image side lens (meniscus lens having a convex surface facing the image side) of the fourth lens group IV in the lens system. : 22, 23) are aspherical surfaces. The lens closest to the image side of the fourth lens group IV is a lens made of synthetic resin.
数値例2における拡大倍率は85.7倍であり、対角長:0.7インチの反射型のライトバルブを用いる場合、対角長:60インチの画面に拡大投射できる。 The enlargement magnification in Numerical Example 2 is 85.7 times, and when a reflective light valve with a diagonal length of 0.7 inches is used, it can be enlarged and projected onto a screen with a diagonal length of 60 inches.
図6に示す光束群は、物体面1において「最も光軸に近い位置」を基点に、図の−Y方向に物体高比:0.0、0.25、0.5、0.75、1.0の5つの画角を設定して表示している。
The luminous flux group shown in FIG. 6 has object height ratios of 0.0, 0.25, 0.5, 0.75 in the −Y direction in the figure, starting from “the position closest to the optical axis” on the
図7は、数値例2における波動光学的MTF特性を、図2に倣って示す図である。
横軸は空間周波数(SPATIAL FREQUENCY(cycles/mm))を表し、縦軸はモジュレーション値(MODULATION)を表す。同図における空間周波数:0.83cycles/mmは、投射光学系の倍率から「QXGAの1ラインペアに相当する周波数」になっているが、50%を越える解像力が得られていることを示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating the wave optical MTF characteristic in Numerical Example 2 according to FIG.
The horizontal axis represents the spatial frequency (SPATIAL FREQUENCY (cycles / mm)), and the vertical axis represents the modulation value (MODULATION). The spatial frequency of 0.83cycles / mm in the figure is "frequency corresponding to one line pair of QXGA" from the magnification of the projection optical system, but it shows that resolution exceeding 50% is obtained. Yes.
図8は、数値例2の「像面(スクリーン面)7における像の集光位置」を示している。縦軸のY方向は図6における上下方向であり、横軸のX方向は図6の図面に直交する方向である。上述の如く、ミラー4により反射された光束は、XY面に平行な反射面を持つ平面鏡により反射されてスクリーン(表示手段)上に投射されるので、像面(スクリーン)はXY面に平行である。X=Y=0は「レンズ系の光軸位置」の座標である。
FIG. 8 shows the “condensing position of the image on the image surface (screen surface) 7” in Numerical Example 2. The Y direction on the vertical axis is the vertical direction in FIG. 6, and the X direction on the horizontal axis is a direction orthogonal to the drawing in FIG. As described above, since the light beam reflected by the
図8では、像面上でX=0に対しXのプラス方向のみの像点位置を示しているが、投射光学系が「Y軸に対して左右対称」であることから、Xのマイナス側にもY軸に対称に像点が位置することは言うまでも無い。図8から分かるようにディストーション歪は極めて良好に補正されている。即ち、数値例2におけるTVディストーション値は±0.5%以下である。 FIG. 8 shows the image point position only in the positive direction of X with respect to X = 0 on the image plane. However, since the projection optical system is “symmetric with respect to the Y axis”, the negative side of X Needless to say, the image point is located symmetrically with respect to the Y axis. As can be seen from FIG. 8, the distortion distortion is corrected extremely well. That is, the TV distortion value in Numerical Example 2 is ± 0.5% or less.
図6に示す実施の形態の場合にも、図4、図5の変形例と同じく、レンズ系と回転対称非球面を持つミラー4との間に、図4に示すミラー5と同様の「光路屈曲用のミラー(平面鏡)」を、その反射面の法線が、YZ面に平行な面内でZ方向(レンズ系の光軸方向)に対して45度傾くように設けて、図4、図5の変形例と同様の構成を実現することができる。
In the case of the embodiment shown in FIG. 6 as well, the same “optical path” as that of the
この場合にはミラー4の光軸は図6の図面に直交するX方向に合致する。レンズ系を透過した光は光路屈曲用のミラーでX方向に反射され、ミラー4で−X方向に反射され、平面鏡で再度反射し、スクリーン7に至る構成となる。この場合も、平面鏡とスクリーン7とのX方向の距離を300mm程度とすることができる。光線は光路屈曲用のミラー、ミラー4、平面鏡6の順に反射してスクリーンに至り、反射にともない光線高さは+Y方向に増加する。
In this case, the optical axis of the
光路屈曲用のミラーには屈折作用がないので、図6の光学系のデータを数値例2のデータと同一にすれば、波動光学的MTF特性は図7に示すものと同一になり、像面(YZ面に平行である。)における像の集光位置は図8に示すものと同一になる。ただし、ミラー5によって光軸方向がX軸方向に変換されるので、スクリーンの横方向はZ軸方向に変換される。
Since the optical path bending mirror does not have a refractive action, if the data of the optical system in FIG. 6 is the same as the data of Numerical Example 2, the wave optical MTF characteristic becomes the same as that shown in FIG. The condensing position of the image in (parallel to the YZ plane) is the same as that shown in FIG. However, since the optical axis direction is converted into the X-axis direction by the
この変形例の場合にも、レンズ系がミラー4と平面鏡6との間に配置され、レンズ系光軸が平面鏡6の反射面と平行になるので、平面鏡6とスクリーン7との間の間隔を、図1に示す実施の形態に比してより小さくでき、リアプロジェクション型の画像表示装置として構成すると装置の奥行きをより小さくできる。また、平面鏡6を取り除いた構成にすればフロントプロジェクション型の画像表示装置として構成するとスクリーンと近接でありながら、十分な拡大投射を行うことが可能となる。
Also in this modified example, the lens system is disposed between the
上記の投射光学系の数値例1、2(変形例も含む。)のいずれにおいても、投射光学系は少なくとも、4群のレンズ群から成るレンズ系と、レンズ系の後段に負のパワーを持つミラー1枚を含む反射光学系とを有し、レンズ系の光軸が物体面1の中心に対してシフトして配置され、レンズ系の物体面側はテレセントリックである。物体面1は反射型のライトバルブの画像表示面であり、像面はスクリーンである。ライトバルブにもっとも近い第1レンズ群Iはテレセントリック性に寄与している。
In any of Numerical Examples 1 and 2 (including modifications) of the projection optical system described above, the projection optical system has at least a lens system including four lens groups and a negative power downstream of the lens system. A reflecting optical system including one mirror, the optical axis of the lens system is shifted with respect to the center of the
第1レンズ群Iには色消し作用も付与されている。
数値例1、2(変形例も含む。)において2枚のレンズによって構成されている第2レンズ群IIには「パワーを正とするようにして、画角の広がりを抑制する作用」を持たせ、第3レンズ群III以降のレンズ口径の広がりを抑制している。第2レンズ群IIの像側には絞り3を配置し、この位置において主光線が光軸と交差し、マージナル光線の高さが揃う。
The first lens group I is also given an achromatic action.
In Numerical Examples 1 and 2 (including modified examples), the second lens group II constituted by two lenses has “an effect of suppressing the spread of the angle of view by making the power positive”. In other words, the spread of the lens aperture after the third lens group III is suppressed. A
第3レンズ群IIIには正のパワーを与え、マージナル光線を光軸に近づける方向に屈曲させ「画角の広がりを抑制」し、第4レンズ群IVへの光線入射高さを低く抑え、第4レンズ群IVの「レンズ径の小径化」に寄与している。 A positive power is given to the third lens group III, the marginal light beam is bent in a direction approaching the optical axis to “suppress the spread of the angle of view”, and the light incident height to the fourth lens group IV is suppressed to be low. This contributes to “reducing the lens diameter” of the four lens group IV.
第4レンズ群IVにおいては「最も物体側のレンズ」のパワーを負として広角化を図り、続く2枚のレンズも広角化に寄与させている。なお、数値例1、2(変形例も含む。)における第4レンズ群の最も像側のレンズ(凸面を像側に向けたメニスカスレンズ)の光軸近傍のパワーは殆どゼロであるが、結像光束は光軸近傍を通過しない。このメニスカスレンズで光束が通過する領域では凸メニスカス状の形状となっている。 In the fourth lens group IV, the power of the “most object side lens” is set to be negative to widen the angle, and the following two lenses also contribute to widening the angle. The power in the vicinity of the optical axis of the most image side lens (meniscus lens with the convex surface facing the image side) of the fourth lens group in Numerical Examples 1 and 2 (including modifications) is almost zero. The image light flux does not pass near the optical axis. A region where the light beam passes through the meniscus lens has a convex meniscus shape.
第4レンズ群IVの像側に「軸対称で凸面」のミラー4を設け、スクリーン位置での像面湾曲を補正した。即ち、レンズ系では像面をオーバーとし、ミラー4では像面をアンダーとしてこれらを相殺させ、スクリーン面では像面がフラットになるようにバランスさせた。また、第4レンズ群IVとミラー5で「倍率とディストーション」を補正している。
An “axisymmetric and convex surface”
数値例1、2(変形例も含む。)において、ライトバルブの画像表示面である物体面1の中心位置は、レンズ系の光軸に対してシフトして配置され、ライトバルブから射出した全光束はレンズ系の第1群において光軸の片側(図1、図6で光軸よりも下方)を通るようにしている。
In Numerical Examples 1 and 2 (including modifications), the center position of the
また、絞り3の位置においては各画角の主光線が光軸と交差し、第3レンズ群IIIではレンズ系の中心よりも上を通る光束の割合が多くなるようにし、第4レンズ群IVでは結像光束の殆どが光軸よりも上を通過するようにした。第4レンズ群IVから射出して回転軸対称非球面形状のミラー4に向かう光線は、光線進行方向を右とすれば右上がりになっている。
Further, at the position of the
ミラー4の位置では、すべての光束を光軸よりも上の領域において反射させており、ミラー4で反射した光の主光線は、反射光の進行方向を左とすれば左上がりになるようにしている。このようにして、ミラー4で反射した光線はスクリーン7に導かれる途中で第4レンズ群4に遮られることなく、レンズ系光軸よりも上方に像面を設定する構成を可能にしている。
At the position of the
投射光学系は、ライトバルブ側がテレセントリックでバックフォーカスが長いので、偏光ビームスプリッタを介して、照明光をLCOS等の反射型のライトバルブに対して垂直に照明し、ライトバルブからの反射光を、上記偏光ビームスプリッタと色合成用のクロスプリズムを介して投射光学系に導くことができる。 Since the projection optical system is telecentric on the light valve side and has a long back focus, the illumination light is illuminated perpendicularly to a reflective light valve such as LCOS via a polarizing beam splitter, and the reflected light from the light valve is The light beam can be guided to the projection optical system through the polarization beam splitter and the color combining cross prism.
また、投射光学系のパワー配置を上記の如くにすることにより、全系の焦点距離に対するライトバルブ側のバックフォーカスの比である所謂「レトロ比」を大きくすることが可能となっており、レンズ系とライトバルブの間に、上記の偏光ビームスプリッタやクロスプリズムの配置を可能としている。
さらに、第3レンズ群IIIのパワーを正にすることにより「主光線の向きを光軸側に向ける」ようにし、第4レンズ群IVに入射する結像光束の光線高さを低くして、第4レンズ群のレンズ径を小さくしている。
In addition, by making the power arrangement of the projection optical system as described above, it is possible to increase the so-called “retro ratio” which is the ratio of the back focus on the light valve side to the focal length of the entire system. It is possible to dispose the polarizing beam splitter and the cross prism between the system and the light valve.
Furthermore, by making the power of the third lens group III positive, “the direction of the principal ray is directed toward the optical axis”, the ray height of the imaging light beam incident on the fourth lens group IV is lowered, The lens diameter of the fourth lens group is reduced.
数値例1、2(変形例も含む。)の投射光学系においては、レンズ系とミラー4との間に光路屈曲用のミラーを1枚以上設けることが可能なスペースがあり、また、変形例では、第4レンズ群の最終レンズとミラー4との間に1枚の平面鏡を設け、光軸と45度の角度を成すように配置し、レンズ系の光軸を、像面すなわちスクリーン面と平行か、それに近い方向に設定することができる。このような配置にすることによって、スクリーン7の法線方向に占める光学系の長さを短くすることができ、リアプロジェクション型の画像表示装置を構成する際に「装置の奥行き」を短くすることができる。
In the projection optical systems of Numerical Examples 1 and 2 (including modified examples), there is a space in which one or more mirrors for bending the optical path can be provided between the lens system and the
数値例1、2(変形例も含む)におけるミラー4の鏡面は回転対称非球面であり、光軸近傍の曲率と周辺の曲率を変え、周辺の曲率を緩くして像距離を伸ばすことにより像面湾曲を補正している。また、レンズ系とミラー4を共軸配置にしているので、光軸の調整が容易な構成となっている。ミラー4の回転対称非球面形状は偶数次項とともに奇数次項を含むので、偶数次項のみを含む場合よりも収差補正効果が高まり、偶数次項のみの場合よりもディストーション補正を容易としている。
The mirror surface of the
リアプロジェクション型の画像表示装置の場合には「TVディストーション」が目立ち易いためその仕様は厳しいが、こうした仕様を満たす上で奇数次項を用いることには効果的である。奇数次項を含む非球面形状においては、特に1次、3次の項の効果により「光軸から近い位置の曲率が大きく、周辺の曲率が緩い非球面形状」を実現しやすい。 In the case of a rear projection type image display device, “TV distortion” is conspicuous and its specifications are strict. However, it is effective to use odd-order terms to satisfy such specifications. In an aspherical shape including odd-order terms, it is easy to realize an “aspherical shape having a large curvature near the optical axis and a loose curvature around the optical axis” due to the effects of the first-order and third-order terms.
また、第1レンズ群Iから第2レンズ群IIまでのパワー配置を「正・正」とし、第2、第3レンズ群間で、各画角の主光線が光軸と交差する位置を揃え、各画角のマージナル光線高さもほぼ一致するようにするような光路を実現しており、この位置に絞り3を配置することにより開口効率:80%以上を達成できている。
In addition, the power arrangement from the first lens group I to the second lens group II is set to “positive / positive”, and the positions where the chief rays of each angle of view intersect the optical axis are aligned between the second and third lens groups. An optical path is realized so that the marginal ray heights of the respective angles of view substantially coincide with each other. By arranging the
さらに、絞り3よりも物体側のレンズ群(第1、第2レンズ群)と、絞り3よりもスクリーン側のレンズ群(第3、第4レンズ群)を比較すると、「画角の異なる光束がレンズを通る高さの違い」は、ライトバルブ側の群の方が少なく、レンズ面で受ける屈折効果の「画角による差」が少ない。数値例1、2では、絞り3よりもライトバルブ側に接合レンズを配置することにより、像の拡大倍率に対する影響を少なくしつつ、倍率色収差と像面湾曲の補正を選択的に行うことができる配置を実現した。
Further, when comparing the lens group on the object side (first and second lens group) with respect to the
これとは逆に、絞りよりもスクリーン側の領域に接合レンズを配置して色収差補正をしようとすると、接合レンズを通る光線の「光線高さの、画角による違い」が大きく「レンズ面による屈折効果の画角による差異」が大きくなりやすく、接合レンズの位置で色収差補正と倍率補正が競合しやすく良好な解を得るのが難しくなる。 On the other hand, when trying to correct the chromatic aberration by arranging the cemented lens in the area on the screen side of the stop, the “difference in the height of the beam due to the angle of view” of the light passing through the cemented lens is large. The “difference due to the angle of view of the refraction effect” tends to increase, and chromatic aberration correction and magnification correction tend to compete at the cemented lens position, making it difficult to obtain a good solution.
数値例1、2(変形例も含む。)では、上述のパワー配置により第4レンズ群においては「各画角の光束が分離してレンズを通る」ようになっており、特定の画角の光束が通る位置では「他の画角の光束は通らない」状態になっている。このように画角の異なる光束が分離する領域に非球面を用いることにより、ミラー4の非球面形状とともに「像の倍率とディストーションの補正」を効果的に行っている。
数値例1、2とも、第4レンズ群IVの最も像側の「像側に凸面を向けたメニスカスレンズ」の両面を非球面としている。図1、図6に示すように、このメニスカスレンズにおいては「画角により光線高さが離間している」ので、この面を非球面化することにより画角ごとに収差の補正を容易に行うことができ、これ以外のレンズの面には非球面を用いることなく2面の非球面のみで、レンズ系に必要な収差補正を行うことができた。また、第4レンズ群IVの最も像側のレンズに樹脂材料を用いることが可能であり、ガラスを使用するよりも成型加工コストを低くすることができる。
In numerical examples 1 and 2 (including modifications), in the fourth lens group, “the luminous flux of each field angle is separated and passes through the lens” due to the above-described power arrangement. In the position where the light beam passes, the light beam of the other angle of view does not pass. By using an aspheric surface in the region where light beams having different angles of view are separated in this way, the “amplification of image magnification and distortion” is effectively performed together with the aspheric shape of the
In both numerical examples 1 and 2, both surfaces of the “most meniscus lens having a convex surface toward the image side” of the fourth lens group IV are aspherical surfaces. As shown in FIG. 1 and FIG. 6, in this meniscus lens, “the light beam height is separated by the angle of view”, the aberration is easily corrected for each angle of view by making this surface aspherical. It was possible to correct aberrations necessary for the lens system using only two aspherical surfaces without using aspherical surfaces on other lens surfaces. Moreover, it is possible to use a resin material for the lens on the most image side of the fourth lens group IV, and the molding processing cost can be reduced as compared with the case of using glass.
図9に第4の実施の形態に係る投射光学系を示す。
上記各実施の形態と同一または同一と看做せる部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上、機能上または特性上についての説明は適宜省略する。上記各実施の形態と異なる点は、構成上、各レンズ群の形状、絞り3の位置である。
図9に示す投射光学系は、物体側から、物空間側にテレセントリック性を与える群Iと、絞り3と、画角の発散を抑制する群IIと、画角を収束させた後に拡大する群III、IVとを有するレンズ系と、このレンズ系の像側に配置され、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系とを有し、レンズ系の各群と負のパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、物体面1の中心に対して、光軸をシフトさせて配置されている。これらの構成によれば、画像表示装置を薄型化、小型化することができる。
FIG. 9 shows a projection optical system according to the fourth embodiment.
Portions that can be considered to be the same as or the same as those in each of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, descriptions on the configuration, functions, and characteristics that have already been made are omitted as appropriate. The difference from the above embodiments is the shape of each lens group and the position of the
The projection optical system shown in FIG. 9 includes a group I that gives telecentricity from the object side to the object space side, a
また、図9に実施の形態を示す投射光学系は、平面的に表示された画像を物体とし、その拡大像を投射結像する投射光学系であって、第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー4を含む反射光学系4を有し、レンズ系の各群と負のパワーを有するミラー4とは光軸を共通とし、レンズ系中に絞り3を有し、レンズ系の物体側は略テレセントリックであり、物体面1の中心に対して光軸をシフトさせて配置されるものである。これらの構成によれば、画像表示装置を薄型化、小型化することができる。
9 is a projection optical system that projects an enlarged image of a planarly displayed image as an object, and includes a first lens group I to a fourth lens. The lens system having the group IV and the reflecting
レンズ系は、物体側より順に第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを配してなり、第1レンズ群Iないし第2レンズ群IIは正のパワー、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成パワーが負で、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間に絞り3を配してなる。このように反射光学系のミラーの、負のパワーとあわせてバックフォーカスを長くとることができ、物体面側をテレセントリックとすることにより、像側が広角で、投射距離が短く、像面に対して斜めに投射しても像の歪の補正が可能で、解像度の高い投射光学系が得られる。
また、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間に絞りを配置することによって高い開口効率を得ることができる。
The lens system includes a first lens group I to a fourth lens group IV in order from the object side. The first lens group I to the second lens group II have positive power, and the third lens group III and the fourth lens. The combined power of the group IV is negative, and a
In addition, high aperture efficiency can be obtained by disposing a stop between the first lens group I and the second lens group II.
また、図9に示すように、絞りよりも物体側にある第1レンズ群Iには、2組の接合レンズが配置されている。このように「絞りよりも物体側に接合レンズを配置する」ことにより、倍率色収差の良好な補正が可能になる。 As shown in FIG. 9, two sets of cemented lenses are arranged in the first lens group I located on the object side of the stop. In this way, by “arranging the cemented lens closer to the object side than the stop”, it is possible to correct the lateral chromatic aberration satisfactorily.
さらに、反射光学系における負のパワーを有するミラー4の鏡面が奇数次項を含む回転対称非球面である。回転対称非球面は形成容易で製造コストを低減できる。また、偶数次の項のみならず奇数次の項を持つ非球面により「広角化と斜め投射に伴う像歪」を良好に補正することが可能である。
Further, the mirror surface of the
レンズ系は、物体側より順に第1レンズ群Iないし第4レンズ群IVを配してなり、第1レンズ群Iないし第3レンズ群IIIは正のパワー、第4レンズ群IVは最も像側のレンズを除く合成パワーが負で、最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状であり、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間に絞り3を配してなる系としてもよい。
The lens system includes a first lens group I to a fourth lens group IV in order from the object side, the first lens group I to the third lens group III are positive power, and the fourth lens group IV is the most image side. The combined power excluding the first lens is negative, the most image side lens has a meniscus shape convex to the image side, and a
ここで、図9の実施の形態に対する具体的な数値例を挙げる。
[数値例3]
表9、10、11は数値例3に関するデータである。
表9において面番号は物体面からの順であり、図9における透明板2の両面も含んでいる。1面(S0)は「物体面」であり、11面〜17面(S11〜S17)までは第1レンズ群I、第19面(S19)は絞り、20面〜23面(S20〜S23)は第2レンズ群II、24面〜25面(S24〜S25)は第3レンズ群III、26面〜31(S26〜S31)面までは第4レンズ群IV、32面(S32)は非球面ミラー、33面(S33)は折り返し平面ミラー、34面(S34)が像面である。30面、31面、32面は非球面になっている。「INF」は平面を意味する。以上の表に関する説明は、以下の他の表(13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73)においても同様である。
Here, specific numerical examples for the embodiment of FIG. 9 will be given.
[Numerical example 3]
Tables 9, 10, and 11 are data related to Numerical Example 3.
In Table 9, the surface numbers are in order from the object surface and include both surfaces of the
表10は30面と31面の非球面係数を示している。表11は32面の非球面係数を示している。 Table 10 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 11 shows the 32 aspherical coefficients.
表12は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は次の条件式(1)〜(3)を満たしている。この条件は、薄型投射可能で、解像性能の向上に有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、薄型での投射が可能で、解像性能の向上を可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
2.7<f1/f ・・・(1)
f2/f<8.8 ・・・(2)
−9.4<f3/f ・・・(3)
Table 12 shows the ratio of the focal length f1 of the first lens group I of the lens system to the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the following conditional expressions (1) to (3). This condition is a structural condition that enables thin projection and is advantageous for improving the resolution performance. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle. Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. Due to these synergistic effects, thin projection is possible and resolution performance can be improved. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
2.7 <f1 / f (1)
f2 / f <8.8 (2)
-9.4 <f3 / f (3)
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。
このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値53%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do.
At this time, a white MTF value of 53% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm.
[数値例4]
表13、14、15は数値例4に関するデータである。
[Numerical example 4]
Tables 13, 14, and 15 are data related to Numerical Example 4.
表14は30面と31面の非球面係数を示している。表15は32面の非球面係数を示している。 Table 14 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 15 shows the 32 aspherical coefficients.
表16は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は先に示した条件式(1)〜(3)を満たしている。 Table 16 shows the ratio between the focal length f1 of the first lens group I of the lens system and the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the conditional expressions (1) to (3) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値55%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 55% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm.
[数値例5]
表17、18、19は数値例5に関するデータである。
[Numerical example 5]
Tables 17, 18, and 19 are data related to Numerical Example 5.
表18は30面と31面の非球面係数を示している。表19は32面の非球面係数を示している。 Table 18 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 19 shows the 32 aspherical coefficients.
表20は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先の条件式(1)〜(3)を満たすとともに、次に示す条件式(4)〜(6)をも満たしている。この条件は、さらなる薄型投射可能で、解像性能の向上に有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、さらなる薄型での投射が可能で、解像性能の向上を可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
79<f1<81 ・・・・(4)
f2<253 ・・・・(5)
−275<f3 ・・・・(6)
Table 20 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the above conditional expressions (1) to (3) and also satisfy the following conditional expressions (4) to (6). This condition is a constitutional condition that enables further thin projection and is advantageous for improving the resolution performance. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle. Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. By these synergistic effects, it is possible to project at a thinner thickness and to improve the resolution performance. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
79 <f1 <81 (4)
f2 <253 (5)
-275 <f3 (6)
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値59%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 59% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm.
[数値例6]
表21、22、23は数値例6に関するデータである。
[Numerical example 6]
Tables 21, 22, and 23 are data related to Numerical Example 6.
表22は30面と31面の非球面係数を示している。表23は32面の非球面係数を示している。 Table 22 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 23 shows the 32 aspherical coefficients.
表24は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(4)〜(6)を満たしている。 Table 24 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (4) to (6) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値63%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 63% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm.
[数値例7]
表25、26、27は数値例7に関するデータである。
[Numerical example 7]
Tables 25, 26, and 27 are data related to Numerical Example 7.
表26は30面と31面の非球面係数を示している。表27は32面の非球面係数を示している。 Table 26 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 27 shows the 32 aspherical coefficients.
表28は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(4)〜(6)を満たしている。 Table 28 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (4) to (6) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値53%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 53% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm.
[数値例8]
表29、30、31は数値例8に関するデータである。
[Numerical example 8]
Tables 29, 30, and 31 are data related to Numerical Example 8.
表30は30面と31面の非球面係数を示している。表31は32面の非球面係数を示している。 Table 30 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 31 shows the 32 aspherical coefficients.
表32は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は次に示す条件式(7)〜(9)を満たしている。この条件は、薄型投射可能で、ミラーの小型化に有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、薄型での投射が可能で、ミラーの小型化に寄与することを可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
f1/f<3.0 ・・・・(7)
7.7<f2/f ・・・・(8)
f3/f<−5.6 ・・・・(9)
Table 32 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the following conditional expressions (7) to (9). This condition is a structural condition that enables thin projection and is advantageous for reducing the size of the mirror. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle. Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. These synergistic effects enable thin projection and contribute to the reduction in the size of the mirror. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
f1 / f <3.0 (7)
7.7 <f2 / f (8)
f3 / f <−5.6 (9)
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は50%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向は122mm以下、ミラー有効面積を19,145平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 50% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 122 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,145 square millimeters or less.
[数値例9]
表33、34、35は数値例9に関するデータである。
[Numerical example 9]
Tables 33, 34, and 35 are data related to Numerical Example 9.
表34は30面と31面の非球面係数を示している。表35は32面の非球面係数を示している。 Table 34 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 35 shows aspherical coefficients of 32 surfaces.
表36は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は、先に示した条件式(7)〜(9)を満たすとともに、次に示す条件式(10)〜(12)をも満たしている。この条件は、さらなる薄型の投射を可能とし、さらなるミラーの小型化に有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、さらなる薄型での投射が可能で、ミラーの小型化に寄与することを可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
79<f1<81 ・・・・(10)
210<f2 ・・・・(11)
f3<−152 ・・・・(12)
Table 36 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (7) to (9) shown above and also satisfy the following conditional expressions (10) to (12). This condition is a structural condition that enables further thin projection and is advantageous for further miniaturizing the mirror. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle. Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. By these synergistic effects, it is possible to project at a thinner thickness and contribute to the miniaturization of the mirror. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
79 <f1 <81 (10)
210 <f2 (11)
f3 <−152 (12)
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は50%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向をは121mm以下、ミラー有効面積を19,031平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 50% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the mirror effective area can be reduced to 19,031 square millimeters or less.
[数値例10]
表37、38、39は数値例10に関するデータである。
[Numerical example 10]
Tables 37, 38, and 39 are data related to Numerical Example 10.
表38は30面と31面の非球面係数を示している。表39は32面の非球面係数を示している。 Table 38 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 39 shows the 32 aspherical coefficients.
表40は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(10)〜(12)を満たしている。 Table 40 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (10) to (12) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は50%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19,066平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 50% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,066 square millimeters or less.
[数値例11]
表41、42、43は数値例11に関するデータである。
[Numerical example 11]
Tables 41, 42, and 43 are data related to Numerical Example 11.
表42は30面と31面の非球面係数を示している。表43は32面の非球面係数を示している。 Table 42 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 43 shows the 32 aspherical coefficients.
表44は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(10)〜(12)を満たしている。 Table 44 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (10) to (12) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は50%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を122mm以下、ミラー有効面積を19,145平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 50% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 122 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,145 square millimeters or less.
[数値例12]
表45、46、47は数値例12に関するデータである。
[Numerical example 12]
Tables 45, 46, and 47 are data related to Numerical Example 12.
表46は30面と31面の非球面係数を示している。表47は32面の非球面係数を示している。 Table 46 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 47 shows the 32 aspherical coefficients.
表48は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は次に示す条件式(13)〜(15)を満たしている。この条件は、薄型での投射を可能とし、高MTF化とミラー小型化に有利な構成条件である。この条件は、薄型での投射が可能となり、高MTF化と、ミラーの小型化を同時に満たす有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、薄型での投射が可能で、高MTF化と、ミラーの小型化に寄与することを可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
2.8<f1/f<3.0 ・・・・(13)
7.9<f2/f<8.2 ・・・・(14)
−7.2<f3/f<−6.0 ・・・・(15)
Table 48 shows the ratio of the focal length f1 of the first lens group I of the lens system to the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the following conditional expressions (13) to (15). This condition is a structural condition that enables projection with a thin shape and is advantageous for high MTF and mirror miniaturization. This condition is an advantageous configuration condition that enables projection with a thin shape and satisfies both high MTF and mirror miniaturization at the same time. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle. Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. These synergistic effects enable thin projection and contribute to high MTF and mirror miniaturization. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
2.8 <f1 / f <3.0 (13)
7.9 <f2 / f <8.2 (14)
-7.2 <f3 / f <-6.0 (15)
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は66.1%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19059平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 66.1% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19059 square millimeters or less.
[数値例13]
表49、50、51は数値例13に関するデータである。
[Numerical example 13]
Tables 49, 50, and 51 are data related to Numerical Example 13.
表50は30面と31面の非球面係数を示している。表51は32面の非球面係数を示している。 Table 50 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 51 shows the 32 aspherical coefficients.
表52は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は先に示した条件式(13)〜(15)を満たしている。 Table 52 shows the ratio between the focal length f1 of the first lens group I of the lens system and the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the conditional expressions (13) to (15) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は59.7%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19,059平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 59.7% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less and the effective area of the mirror can be reduced to 19,059 square millimeters or less.
[数値例14]
表53、54、55は数値例14に関するデータである。
[Numerical example 14]
Tables 53, 54, and 55 are data related to Numerical Example 14.
表54は30面と31面の非球面係数を示している。表55は32面の非球面係数を示している。 Table 54 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 55 shows the 32 aspherical coefficients.
表56は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は先に示した条件式(13)〜(15)を満たしている。 Table 56 shows the ratio of the focal length f1 of the first lens group I of the lens system to the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the conditional expressions (13) to (15) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は65.4%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19,043平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 65.4% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,043 square millimeters or less.
[数値例15]
表57、58、59は数値例15に関するデータである。
[Numerical example 15]
Tables 57, 58, and 59 are data related to Numerical Example 15.
表58は30面と31面の非球面係数を示している。表59は32面の非球面係数を示している。 Table 58 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 59 shows the aspheric coefficients of 32 surfaces.
表60は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2とレンズ系全体の焦点距離fの比、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3とレンズ系全体の焦点距離fの比の値を示している。これらの値は先に示した条件式(13)〜(15)を満たしている。 Table 60 shows the ratio of the focal length f1 of the first lens group I of the lens system to the focal length f of the entire lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the focal length of the entire lens system in this numerical example. The values of the ratio of the distance f, the ratio of the combined focal length f3 of the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system, and the focal length f of the entire lens system are shown. These values satisfy the conditional expressions (13) to (15) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は66.3%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19,026平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 66.3% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,026 square millimeters or less.
[数値例16]
表61、62、63は数値例16に関するデータである。
[Numerical example 16]
Tables 61, 62, and 63 are data related to Numerical Example 16.
表62は30面と31面の非球面係数を示している。表63は32面の非球面係数を示している。 Table 62 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 63 shows the 32 aspherical coefficients.
表64は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は、先に示した式(13)〜(15)を満たすと共に、次に示す条件式(16)〜(18)をも満たしている。この条件は、さらなる薄型での投射が可能となり、高MTF化と、ミラーの小型化を同時に満たす有利な構成条件である。つまり、この条件を満たすことにより、第1レンズ群Iは、球面収差、像面湾曲を補正することが可能となる。
第2レンズ群IIは、第3レンズ群IIIの大型を回避するために画角の発散を抑制する機能を達成することができる。これにより、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは広角で薄型が可能となる。
さらに、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVは、反射光学系のミラーを大きくすることなく、所望の画角を確保することが可能となる。これらの相乗的な効果により、薄型での投射が可能で、高MTF化を達成することができ、さらにミラーを小型にすることを可能とするものである。さらに、反射光学系におけるミラーは広角化とディストーション補正に寄与することとなる。
79<f1<81 ・・・・(16)
210<f2<230 ・・・・(17)
−202<f3<−153 ・・・・(18)
Table 64 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the expressions (13) to (15) shown above and also satisfy the following conditional expressions (16) to (18). This condition is an advantageous structural condition that enables projection with a thinner thickness and satisfies both high MTF and mirror miniaturization at the same time. That is, by satisfying this condition, the first lens group I can correct spherical aberration and field curvature.
The second lens group II can achieve the function of suppressing the divergence of the field angle in order to avoid the large size of the third lens group III. Thereby, the third lens group III and the fourth lens group IV can be thinned at a wide angle.
Furthermore, the third lens group III and the fourth lens group IV can ensure a desired angle of view without increasing the size of the mirror of the reflective optical system. By these synergistic effects, a thin projection is possible, a high MTF can be achieved, and the mirror can be miniaturized. Furthermore, the mirror in the reflection optical system contributes to widening the angle and correcting the distortion.
79 <f1 <81 (16)
210 <f2 <230 (17)
−202 <f3 <−153 (18)
本数値例において、非球面ミラーのスクリーン高さ方向は121mm以下、ミラー有効面積を19,026平方ミリ以下にできた。また、QXGA相当周波数における白色MTFを66.3%以上にできた。 In this numerical example, the screen height direction of the aspherical mirror was 121 mm or less, and the effective area of the mirror was 19,026 square millimeters or less. In addition, the white MTF at the QXGA equivalent frequency could be 66.3% or more.
[数値例17]
表65、66、67は数値例17に関するデータである。
[Numerical example 17]
Tables 65, 66, and 67 are data related to Numerical Example 17.
表66は30面と31面の非球面係数を示している。表67は32面の非球面係数を示している。 Table 66 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 67 shows the 32 aspherical coefficients.
表68は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの合成焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(16)〜(18)を満たしている。 Table 68 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the composite focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (16) to (18) shown above.
本数値例において、非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下に、ミラー有効面積を19,028平方ミリ以下にできた。また、QXGA相当周波数における白色MTFを60.6%以上にできた。 In this numerical example, the screen height direction of the aspherical mirror could be 121 mm or less and the effective area of the mirror could be 19,028 square millimeters or less. Further, the white MTF at the frequency equivalent to QXGA could be 60.6% or more.
[数値例18]
表69、70、71は数値例18に関するデータである。
[Numerical example 18]
Tables 69, 70, and 71 are data related to Numerical Example 18.
表70は30面と31面の非球面係数を示している。表71は32面の非球面係数を示している。 Table 70 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 71 shows aspherical coefficients of 32 surfaces.
表72は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(16)〜(18)を満たしている。 Table 72 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, the third lens group III and the fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (16) to (18) shown above.
本数値例において、非球面ミラーのスクリーン高さ方向を122mm以下に、ミラー有効面積を19,145平方ミリ以下にできた。また、QXGA相当周波数における白色MTFを65.1%以上にできた。 In this numerical example, the screen height direction of the aspherical mirror could be 122 mm or less and the effective area of the mirror could be 19,145 square millimeters or less. Further, the white MTF at the QXGA equivalent frequency could be 65.1% or more.
[数値例19]
表73、74、75は数値例19に関するデータである。
[Numerical example 19]
Tables 73, 74, and 75 are data related to Numerical Example 19.
表74は30面と31面の非球面係数を示している。表75は32面の非球面係数を示している。 Table 74 shows the aspheric coefficients of the 30th and 31st surfaces. Table 75 shows the 32 aspherical coefficients.
表76は、本数値例における、レンズ系の第1レンズ群Iの焦点距離f1、レンズ系の第2レンズ群IIの焦点距離f2、レンズ系の第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVの焦点距離f3の値を示している。これらの値は先に示した条件式(16)〜(18)を満たしている。 Table 76 shows the focal length f1 of the first lens group I of the lens system, the focal length f2 of the second lens group II of the lens system, and the third lens group III and fourth lens group IV of the lens system in this numerical example. The value of the focal length f3 is shown. These values satisfy the conditional expressions (16) to (18) shown above.
本数値例において、物体側のFナンバーを2.8として、対角0.7インチ、アスペクト比3:4のライトバルブ上の画像を、対角60インチの画像として、歪なく良好に拡大投射することができる。このとき、QXGA相当周波数(0.84cycles/mm)においても白色MTF値は59.7%以上が得られ、TVディストーションは0.5%以下に補正可能であった。
レンズ系部と非球面ミラーの間に折り返しミラーを設け、レンズ系部の光軸がスクリーン面と略平行方向となるように折り曲げて構成すると、装置の奥行きは300mm以下に収まる。非球面ミラーのスクリーン高さ方向を121mm以下、ミラー有効面積を19,031平方ミリ以下に小型化することができる。
In this numerical example, the object-side F number is 2.8, the image on the light valve with a diagonal of 0.7 inches and an aspect ratio of 3: 4 is enlarged and projected well without distortion as an image with a diagonal of 60 inches. can do. At this time, a white MTF value of 59.7% or more was obtained even at a QXGA equivalent frequency (0.84 cycles / mm), and the TV distortion could be corrected to 0.5% or less.
When a folding mirror is provided between the lens system unit and the aspherical mirror and the lens system unit is bent so that the optical axis of the lens system unit is substantially parallel to the screen surface, the depth of the apparatus falls within 300 mm. The screen height direction of the aspherical mirror can be reduced to 121 mm or less, and the effective area of the mirror can be reduced to 19,031 square millimeters or less.
以上の数値例(3〜19)から、対応する条件式の範囲において、従来よりも高いレベルの解像周波数においても、実用レベルのMTF解像性能で歪なく拡大投射することができ、装置の奥行きを薄く構成することが可能であり、非球面ミラーを小型化することができることがわかる。
ミラーを小型化することはミラーのコストを安くできるという効果のほかにも、リアプロ投射装置における画面領域外の寸法を短くするうえでも効果があり、かかる装置全体をコンパクトに構成するうえでの効果もある。
From the above numerical examples (3 to 19), in the range of the corresponding conditional expression, even at a higher resolution frequency than the conventional one, it is possible to perform an enlarged projection without distortion with a practical level of MTF resolution performance. It can be seen that the depth can be reduced, and the aspherical mirror can be reduced in size.
In addition to the effect of reducing the mirror cost by reducing the size of the mirror, it is also effective in shortening the dimensions outside the screen area of the rear pro projection device, and the effect of making the entire device compact. There is also.
上記の実施例において、33面はリアプロジェクション構成を想定した際における、折り返し平面ミラーである。フロント投射する場合には33面はなくてもよい。また、33面から34面までの距離が、リアプロジェクション構成を想定した際の、装置の奥行きになる。
31面と32面の間に、ミラーを加えて、レンズ系の光軸が像面と略水平になるように折り曲げる構成とすると、図9のように装置の奥行き方向にレンズ系がはみ出すことなく、装置の奥行きを薄く構成できる。
レンズ系部のレンズ間には、必要に応じて平面ミラーを加え、レンズ系を折り曲げて構成してもよい。このようにすれば光学系をコンパクトにレイアウトすることができる。
In the above-described embodiment, the surface 33 is a folded flat mirror when a rear projection configuration is assumed. In the case of front projection, there are no 33 surfaces. Further, the distance from the 33rd surface to the 34th surface is the depth of the apparatus when a rear projection configuration is assumed.
When a mirror is added between surfaces 31 and 32 and the lens system is bent so that the optical axis of the lens system is substantially horizontal to the image plane, the lens system does not protrude in the depth direction of the apparatus as shown in FIG. The depth of the device can be reduced.
A plane mirror may be added between the lenses of the lens system unit as necessary, and the lens system may be bent. In this way, the optical system can be laid out compactly.
物体面には、反射型ライトバルブ、LCOS(liquid crystal on silicon)デバイスの他、透過型ライトバルブをおくこともできる。投射距離は31面から34面までの距離である。たとえば数値例3の場合は557.43mmとなる。さらに、先に示した条件式の組み合わせによれば、第1レンズ群Iにおいて、LCOS等の反射型のライトバルブに対するバックフォーカスを十分に確保することも可能となる。 In addition to a reflective light valve and an LCOS (liquid crystal on silicon) device, a transmissive light valve can be placed on the object surface. The projection distance is a distance from the 31st surface to the 34th surface. For example, in the case of Numerical Example 3, it is 557.43 mm. Furthermore, according to the combination of the conditional expressions shown above, it is possible to sufficiently secure the back focus for the reflective light valve such as LCOS in the first lens group I.
上記の数値例(3〜19)において、非球面ミラーの非球面係数Kの範囲は、−0.1以上−0.095以下であった。また、C1の範囲は3×10−5以上4×10−3以下、C2の範囲は−4×10−4以上−5×10−6以下、C3の範囲は3×10−6以上1×10−5以下、C4の範囲は−3.6×10−7以上−3.0×10−7以下、C5の範囲は4.2×10−9以上4.5×10−9以下、C6の範囲は−3.4×10−11以上−3.41×10−11以下、C7の範囲は1.41×10−13以上1.43×10−13以下、C8の範囲は−2.5×10−16以上−2.45×10−16以下であった。また、曲率半径は192以上194以下であった。 In the above numerical examples (3 to 19), the range of the aspherical coefficient K of the aspherical mirror was −0.1 or more and −0.095 or less. Further, the range of C1 is 3 × 10 −5 or more and 4 × 10 −3 or less, the range of C2 is −4 × 10 −4 or more and −5 × 10 −6 or less, and the range of C3 is 3 × 10 −6 or more and 1 × 10-5 or less, C4 range is −3.6 × 10 −7 or more and −3.0 × 10 −7 or less, C5 range is 4.2 × 10 −9 or more and 4.5 × 10 −9 or less, C6 The range of −3.4 × 10 −11 to −3.41 × 10 −11 or less, the range of C7 is 1.41 × 10 −13 to 1.43 × 10 −13 or less, and the range of C8 is −2. It was 5 × 10 −16 or more and −2.45 × 10 −16 or less. The radius of curvature was 192 or more and 194 or less.
以下、上記投射光学系を用いた画像表示装置の光学配置の例(第5の実施の形態)を説明する。
図10に光学配置を示す画像表示装置では、光源11から射出する光束は赤外線や紫外線をフィルタ12によってカットされ、コンデンサレンズ13に入射する。光源11としてはハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、LEDなどが用いられ、コンデンサレンズ13は上記光束の平行度を補正する。
Hereinafter, an example (fifth embodiment) of an optical arrangement of an image display apparatus using the projection optical system will be described.
In the image display device having the optical arrangement shown in FIG. 10, the luminous flux emitted from the
コンデンサレンズ13により平行度を補正された光束は第1フライアイレンズアレイ14により複数の開口に分離され、フライアイレンズ毎に集光する。その集光面上に第2フライアイレンズアレイ15を配置し、その瞳に光源の像を形成する。これらは複数の2次光源とみなすことができる。
The light flux whose parallelism has been corrected by the
第2フライアイレンズアレイ15から射出した光束は偏光ビームスプリッタアレイ16により偏光変換され、コンデンサレンズ17によって平行度を補正し、カラーフィルタ18を介して偏光ビームスプリッタ19に入射させ、その偏光分離面により光束を反射させてライトバルブ20に入射させ、ライトバルブ20を照明する。ライトバルブ20はLCOS等である。
The light beam emitted from the second fly-
ライトバルブ20で反射した光束は、ライトバルブ20の画像表示面(前述の投射光学系の物体面)に表示された画像に従がって偏光状態を変調され、偏光ビームスプリッタ19に入射すると、偏光状態を変調された成分が画像光として偏光ビームスプリッタ19を透過し、投射光学系21により画像表示手段であるスクリーン22上に結像投射される。
When the light beam reflected by the
カラーフィルタ18は、赤・緑・青当の3原色の各色光を選択的に透過させ得るものであり、透過させる光の色を、例えば赤・緑・青の順にサイクリックに切り替えることができるようになっており、カラーフィルタ18を透過する照明光の色をフィールドシーケンシャルに変えながら時分割に照明し、それに応じてライトバルブ20に表示する画像を、赤・緑・青色画像成分に順次に切り替える。この場合にはクロスプリズムは必要ない。このようにして、スクリーン22にカラー画像を投射表示することができる。
The
図10において「1枚のレンズ」として略示されている投射光学系21として、先に説明した数値例1〜19に係る投射光学系やその変形例を用いることにより、画像表示装置を実現することができる。
As the projection
ライトバルブ20に入射する光束は、ライトバルブ20の画像表示面に対し略垂直となるようにする。光源11は有限の大きさを持っているため、照明光を完全に平行光束化することは難しく、照明光の角度は「±数度の範囲」に分布しているが、ライトバルブ20の画像表示面に対して略垂直である。
The light beam incident on the
投射光学系21(数値例1〜19やその変形例)のライトバルブ側が略テレセントリックであるので、このような照明が可能となっており、偏光ビームスプリッタ19を「偏光分離特性が良好な状態」で使用することができる。偏光分離特性の劣化はコントラスト低下を招く要因となる。
Since the light valve side of the projection optical system 21 (Numerical Examples 1 to 19 and its modifications) is substantially telecentric, such illumination is possible, and the
図11は、透過型のライトバルブ23を用いた画像表示装置の光学配置の例を示している(第6の実施の形態)。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものに付いては、図10におけると同一の符号を付する。光源11からコンデンサレンズ17までの光学配置は図10の配置と同一である。
FIG. 11 shows an example of an optical arrangement of an image display device using a transmissive light valve 23 (sixth embodiment). In order to avoid complications, the same reference numerals as in FIG. 10 are given to those which are not likely to be confused. The optical arrangement from the
コンデンサレンズ17によって平行度を補正された照明光はライトバルブ23を透過し、ライトバルブ23の画像表示面(投射光学系の物体面)に表示された画像に従がって偏光状態を変調されて画像光となり、投射光学系21により画像表示手段であるスクリーン22上に結像投射される。投射光学系21は具体的には前述の数値例1〜19やその変形例である。
The illumination light whose parallelism has been corrected by the
この場合にも、図10の実施の形態におけると同様に、カラーフィルタ18をコンデンサレンズ17とライトバルブ23との間に配置し、照明光の色をフィールドシーケンシャルに変えながら時分割に照明し、それに応じてライトバルブ23に表示する画像を赤・緑・青色画像成分に順次に切り替えることによりスクリーン22にカラー画像を投射表示することができる。
Also in this case, as in the embodiment of FIG. 10, the
図12は、反射型のライトバルブを3枚使用する所謂「3板方式の画像表示装置」の光学配置の例を示している(第7の実施の形態)。混同の恐れが無いと思われるものに付いては図10におけると同一の符号を付する。 FIG. 12 shows an example of an optical arrangement of a so-called “three-plate type image display device” using three reflective light valves (seventh embodiment). Those that are considered not to be confused are given the same reference numerals as in FIG.
光源11からの光は、赤外線や紫外線をフィルタ12によってカットされてコンデンサレンズ13に入射し、第1フライアイレンズ14、第2フライアイレンズ15を通過させ、第2フライアイレンズ15から射出した光を偏光ビームスプリッタアレイ16で偏光変換し、ダイクロイックミラー170、180によって赤、緑、青の3色に色分解し、ミラー190で光路を調整し、各々の色成分光の光路上に偏光ビームスプリッタ200、210、220を設けてライトバルブ23、24、25に導光して照明し、各ライトバルブによる反射光をクロスプリズム26により合成し、合成した光を投射光学系27によりスクリーン28上に投射結像させる。このようにすれば、カラー・ブレークが発生せず、良好な画質を実現することができる。
Light from the
投射光学系27は具体的には前述の数値例1〜19やその変形例の投射光学系を用いる。 Specifically, the projection optical system 27 uses the projection optical systems of the above-described numerical examples 1 to 19 and modifications thereof.
以上のように、照明手段によってライトバルブの画像表示面を照明し、ライトバルブ上の表示画像を拡大投射光学系によって表示手段に導き拡大表示する画像表示装置に、上述の投射光学系を用いることによって「ライトバルブの像を拡大投射する画像表示装置」を実現できる。 As described above, the above-described projection optical system is used for the image display device that illuminates the image display surface of the light valve with the illumination unit and guides the display image on the light valve to the display unit with the enlargement projection optical system. Thus, an “image display device for enlarging and projecting a light valve image” can be realized.
この画像表示装置はバックフォーカスが確保できており、ライトバルブ側の光路がテレセントリックであるので(テレセントリシティ)、応答性やコントラスト特性に優れたLCOSなどの反射型のライトバルブを使用でき、解像性能が高く、像面に対して斜めに投射してもディストーションを良好に補正することが可能であり、投射距離も短く、装置を薄く構成することができる。 Since this image display device can secure a back focus and the light path on the light valve side is telecentric (telecentricity), a reflective light valve such as LCOS having excellent responsiveness and contrast characteristics can be used. The image performance is high, distortion can be corrected well even when projected obliquely to the image plane, the projection distance is short, and the apparatus can be made thin.
光源11としては、既にのべたようにメタルハライドなどのランプ光源を用いることができるほか、LED光源を一部併用してもよく、LD光源を併用することもできる。LEDやLDを光源に用いるとランプ光源と比較して寿命が延びるほか、発光波長に選択性があるために、色分離のための光学系が不要になり、あるいは4色以上のLEDを用いることで色再現範囲を拡大することができるなどのメリットがある。
本発明を実施することにより、レンズ系と凸面ミラーを用いて投射距離を短くする投射光学系において、LCOS等の反射型ライトバルブに適した配置条件で、従来に比べて高い解像性能を得ることができる。
As already described, a lamp light source such as a metal halide can be used as the
By implementing the present invention, in a projection optical system that uses a lens system and a convex mirror to shorten the projection distance, high resolution performance is obtained in comparison with the conventional arrangement conditions suitable for reflective light valves such as LCOS. be able to.
1 物体面
I レンズ系の第1レンズ群
II レンズ系の第2レンズ群
III レンズ系の第3レンズ群
IV レンズ系の第4レンズ群
3 絞り
4 負のパワーを持つミラー
DESCRIPTION OF
Claims (26)
物体側から、物空間側にテレセントリック性を与える群と、画角の発散を抑制する群と、絞りと、画角を収束させる群と、画角を収束させた後に拡大する群とを少なくとも有するレンズ系と、このレンズ系の像側に配置され、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系とを有し、
上記レンズ系の各群と上記負のパワーを有するミラーとは、光軸を共通とし、
物体面の中心に対して、上記光軸をシフトさせて配置されることを特徴とする投射光学系。 A projection optical system that projects a magnified image of a planarly displayed image as an object,
It has at least a group that gives telecentricity from the object side to the object space side, a group that suppresses the divergence of the angle of view, a stop, a group that converges the angle of view, and a group that expands after the angle of view converges A lens system and a reflective optical system that is disposed on the image side of the lens system and includes a single mirror having negative power;
Each group of the lens system and the mirror having the negative power have a common optical axis,
A projection optical system, wherein the optical axis is shifted with respect to the center of the object plane.
4群のレンズ群を有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系を有し、
上記レンズ系の各群と上記負のパワーを有するミラーとは光軸を共通とし、上記レンズ系中に絞りを有し、
上記レンズ系の物体側は略テレセントリックであり、
物体面の中心に対して、上記光軸をシフトさせて配置されることを特徴とする投射光学系。 A projection optical system that projects a magnified image of a planarly displayed image as an object,
A reflecting optical system including a lens system having four lens groups and a mirror having negative power;
Each group of the lens system and the mirror having the negative power has a common optical axis, and has a diaphragm in the lens system,
The object side of the lens system is substantially telecentric,
A projection optical system, wherein the optical axis is shifted with respect to the center of the object plane.
レンズ系が、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、上記第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第3レンズ群と第4レンズ群の合成パワーが負であり、上記第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配してなることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 1 or 2,
The lens system includes first to fourth lens groups in order from the object side. The first to third lens groups have positive power, and the combined power of the third and fourth lens groups is negative. A projection optical system comprising a diaphragm between the second lens group and the third lens group.
レンズ系が、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、上記第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第4レンズ群は最も像側のレンズを除く合成パワーが負であり、上記最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状であり、上記第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配してなることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 1 or 2,
The lens system includes first to fourth lens groups in order from the object side. The first to third lens groups have positive power, and the fourth lens group has combined power excluding the most image side lens. A projection optical system that is negative, wherein the most image-side lens has a meniscus shape convex toward the image side, and a stop is disposed between the second lens group and the third lens group.
物体側から、物空間側にテレセントリック性を与える群と、絞りと、画角の発散を抑制する群と、画角を収束させる群と、画角を収束させた後に拡大する群とを少なくとも有するレンズ系と、このレンズ系の像側に配置され、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系とを有し、
上記レンズ系の各群と上記負のパワーを有するミラーとは、光軸を共通とし、
物体面の中心に対して、上記光軸をシフトさせて配置されることを特徴とする投射光学系。 A projection optical system that projects a magnified image of a planarly displayed image as an object,
At least a group that gives telecentricity from the object side to the object space side, a stop, a group that suppresses the divergence of the angle of view, a group that converges the angle of view, and a group that expands after the angle of view converges A lens system and a reflective optical system that is disposed on the image side of the lens system and includes a single mirror having negative power;
Each group of the lens system and the mirror having the negative power have a common optical axis,
A projection optical system, wherein the optical axis is shifted with respect to the center of the object plane.
4群のレンズ群を有するレンズ系と、負のパワーを有するミラー1枚を含む反射光学系を有し、
上記レンズ系の各群と上記負のパワーを有するミラーとは光軸を共通とし、上記レンズ系中に絞りを有し、
上記レンズ系の物体側は略テレセントリックであり、
物体面の中心に対して、上記光軸をシフトさせて配置されることを特徴とする投射光学系。 A projection optical system that projects a magnified image of a planarly displayed image as an object,
A reflecting optical system including a lens system having four lens groups and a mirror having negative power;
Each group of the lens system and the mirror having the negative power has a common optical axis, and has a diaphragm in the lens system,
The object side of the lens system is substantially telecentric,
A projection optical system, wherein the optical axis is shifted with respect to the center of the object plane.
上記レンズ系が、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、上記第1ないし第2レンズ群は正のパワー、第3レンズ群と第4レンズ群の合成パワーが負であり、上記第1レンズ群と第2レンズ群との間に絞りを配してなることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 6 or 7,
The lens system includes, in order from the object side, first to fourth lens groups. The first to second lens groups have positive power, and the combined power of the third and fourth lens groups has negative power. A projection optical system comprising a stop disposed between the first lens group and the second lens group.
上記レンズ系が、物体側より順に、第1ないし第4レンズ群を配してなり、上記第1ないし第3レンズ群は正のパワー、第4レンズ群は最も像側のレンズを除く合成パワーが負であり、上記最も像側のレンズが像側に凸のメニスカス形状であり、上記第1レンズ群と第2レンズ群との間に絞りを配してなることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 6 or 7,
The lens system includes, in order from the object side, first to fourth lens groups, the first to third lens groups have positive power, and the fourth lens group has combined power excluding the most image side lens. Is negative, the most image-side lens has a meniscus shape convex to the image side, and a diaphragm is disposed between the first lens group and the second lens group. .
絞りよりも物体側に接合レンズを配置したことを特徴とする投射光学系。 In the projection optical system according to claim 3, 4, 7, or 8,
A projection optical system characterized in that a cemented lens is disposed on the object side of the stop.
レンズ系中に非球面を1面以上含むことを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 9,
A projection optical system comprising at least one aspheric surface in a lens system.
レンズ系中の非球面が2面以下であることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 10, wherein
A projection optical system having two or less aspheric surfaces in the lens system.
レンズ系中における第4レンズ群の最も像側のレンズの両面が非球面であることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 10 or 11,
A projection optical system characterized in that both surfaces of the lens on the most image side of the fourth lens group in the lens system are aspherical.
第4レンズ群の最も像側のレンズが合成樹脂によるレンズであることを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 12,
A projection optical system, wherein the lens closest to the image side of the fourth lens group is a lens made of synthetic resin.
反射光学系における負のパワーを有するミラーの鏡面が回転対称非球面であることを特徴とする投射光学系。 In the projection optical system according to any one of claims 1 to 13,
A projection optical system, wherein a mirror surface of a mirror having negative power in the reflection optical system is a rotationally symmetric aspherical surface.
反射光学系における負のパワーを有するミラーの鏡面の回転対称非球面が偶数次項と奇数次項を含むことを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to claim 14,
A projection optical system, wherein a rotationally symmetric aspheric surface of a mirror surface of a mirror having negative power in the reflection optical system includes an even-order term and an odd-order term.
レンズ系中もしくは、上記レンズ系と反射光学系において最も上記レンズ系に近いミラーとの間に、光路屈曲用のミラーを1枚以上設けたことを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 15,
A projection optical system comprising one or more optical path bending mirrors in a lens system or between the lens system and a mirror closest to the lens system in a reflection optical system.
第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする投射光学系。
2.7<f1/f ・・・(1)
f2/f<8.8 ・・・(2)
−9.4<f3/f ・・・(3) In the projection optical system according to any one of claims 5 to 8,
The focal length of the first lens group is f1, the focal length of the second lens group is f2, the combined focal length of the third lens group and the fourth lens group is f3, and the combined focal length from the first lens group to the fourth lens group Is a projection optical system satisfying the following expressions (1) to (3).
2.7 <f1 / f (1)
f2 / f <8.8 (2)
-9.4 <f3 / f (3)
さらに下式(4)〜(6)を満たすことを特徴とする投射光学系。
79<f1<81 ・・・・(4)
f2<253 ・・・・(5)
−275<f3 ・・・・(6) The projection optical system according to claim 17,
Furthermore, the projection optical system characterized by satisfying the following expressions (4) to (6).
79 <f1 <81 (4)
f2 <253 (5)
-275 <f3 (6)
第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(7)〜(9)を満たすことを特徴とする投射光学系。
f1/f<3.0 ・・・・(7)
7.7<f2/f ・・・・(8)
f3/f<−5.6 ・・・・(9) In the projection optical system according to any one of claims 5 to 8,
The focal length of the first lens group is f1, the focal length of the second lens group is f2, the combined focal length of the third lens group and the fourth lens group is f3, and the combined focal length from the first lens group to the fourth lens group Is a projection optical system satisfying the following expressions (7) to (9).
f1 / f <3.0 (7)
7.7 <f2 / f (8)
f3 / f <−5.6 (9)
さらに下式(10)〜(12)を満たすことを特徴とする投射光学系。
79<f1<81 ・・・・(10)
210<f2 ・・・・(11)
f3<−152 ・・・・(12) The projection optical system according to claim 19,
Furthermore, the projection optical system characterized by satisfying the following expressions (10) to (12).
79 <f1 <81 (10)
210 <f2 (11)
f3 <−152 (12)
第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離をf3、第1レンズ群から第4レンズ群までの合成焦点距離をfとするとき、下式(13)〜(15)を満たすことを特徴とする投射光学系。
2.8<f1/f<3.0 ・・・・(13)
7.9<f2/f<8.2 ・・・・(14)
−7.2<f3/f<−6.0 ・・・・(15) In the projection optical system according to any one of claims 5 to 8,
The focal length of the first lens group is f1, the focal length of the second lens group is f2, the combined focal length of the third lens group and the fourth lens group is f3, and the combined focal length from the first lens group to the fourth lens group Is a projection optical system satisfying the following expressions (13) to (15).
2.8 <f1 / f <3.0 (13)
7.9 <f2 / f <8.2 (14)
-7.2 <f3 / f <-6.0 (15)
さらに、下式(16)〜(18)を満たすことを特徴とする投射光学系。
79<f1<81 ・・・・(16)
210<f2<230 ・・・・(17)
−202<f3<−153 ・・・・(18) The projection optical system according to claim 21, wherein
Furthermore, the projection optical system characterized by satisfying the following expressions (16) to (18).
79 <f1 <81 (16)
210 <f2 <230 (17)
−202 <f3 <−153 (18)
投射光学系が請求項1〜22の任意の1に記載のものであることを特徴とする画像表示装置。 In the image display device that is displayed in a plane on the image display surface of the light valve and that projects the image illuminated by the illumination means by the projection optical system,
An image display device, wherein the projection optical system is one according to any one of claims 1 to 22.
ライトバルブが反射型のライトバルブであることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 23, wherein
An image display device, wherein the light valve is a reflective light valve.
ライトバルブが3枚で、3原色の各色成分画像を表示するものであり、これら3枚のライトバルブにより変調された光束を合成して投射光学系に導光し、カラー画像を結像投射するものであることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 23 or 24,
Three light valves display each color component image of the three primary colors. The light beams modulated by these three light valves are combined and guided to the projection optical system to form and project a color image. An image display device characterized by being a thing.
ライトバルブと、これを照明する照明手段と、投射光学系と、拡大画像を投射される画像表示手段とが一体とされた画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 23 to 25,
An image display device in which a light valve, an illumination unit that illuminates the light valve, a projection optical system, and an image display unit that projects an enlarged image are integrated.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007047702A JP5006069B2 (en) | 2006-05-01 | 2007-02-27 | Projection optical system and image display apparatus |
DE602007003509T DE602007003509D1 (en) | 2006-05-01 | 2007-04-30 | Optical projection system and image display device |
EP07251820A EP1852723B1 (en) | 2006-05-01 | 2007-04-30 | Projection optical system and image display apparatus |
US11/742,036 US7529032B2 (en) | 2006-05-01 | 2007-04-30 | Projection optical system and image display apparatus |
US12/363,423 US7911704B2 (en) | 2006-05-01 | 2009-01-30 | Projection optical system and image display apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006127840 | 2006-05-01 | ||
JP2006127840 | 2006-05-01 | ||
JP2007047702A JP5006069B2 (en) | 2006-05-01 | 2007-02-27 | Projection optical system and image display apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007323047A true JP2007323047A (en) | 2007-12-13 |
JP5006069B2 JP5006069B2 (en) | 2012-08-22 |
Family
ID=38310029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007047702A Expired - Fee Related JP5006069B2 (en) | 2006-05-01 | 2007-02-27 | Projection optical system and image display apparatus |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7529032B2 (en) |
EP (1) | EP1852723B1 (en) |
JP (1) | JP5006069B2 (en) |
DE (1) | DE602007003509D1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009222806A (en) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | Projection optical system and image projection apparatus |
WO2012132297A1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection type display device |
US8337024B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection optical system and image display apparatus |
JP2014130365A (en) * | 2014-02-12 | 2014-07-10 | Ricoh Co Ltd | Image projection apparatus |
US9195037B2 (en) | 2011-03-28 | 2015-11-24 | Fujifilm Corporation | Projection display apparatus |
US9442358B2 (en) | 2013-09-19 | 2016-09-13 | Fujifilm Corporation | Projection optical system and projection-type display apparatus |
US9454070B2 (en) | 2013-09-19 | 2016-09-27 | Fujifilm Corporation | Projection optical system and projection-type display apparatus |
US9778551B2 (en) | 2015-06-25 | 2017-10-03 | Ricoh Company, Ltd. | Illumination optical system, optical engine, and image projection apparatus |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5006069B2 (en) * | 2006-05-01 | 2012-08-22 | 株式会社リコー | Projection optical system and image display apparatus |
JP2008009223A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Pentax Corp | Projection optical system and projection device |
JP5030732B2 (en) | 2006-12-04 | 2012-09-19 | 株式会社リコー | Projection optical system and image projection apparatus |
JP2008216867A (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Projection type display device |
JP4372815B2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-11-25 | 三菱電機株式会社 | Image projection device |
JP5206067B2 (en) * | 2008-03-28 | 2013-06-12 | セイコーエプソン株式会社 | Projection device and image display device |
US7738190B2 (en) | 2008-09-27 | 2010-06-15 | Meistream International Optical Ltd. | Optical engine and wide angle projection lens module thereof |
GB2463733B (en) * | 2008-09-29 | 2010-10-13 | Meistream Internat Optical Ltd | Wide angle projection lens module |
JP5359370B2 (en) * | 2009-02-26 | 2013-12-04 | 株式会社リコー | Document illumination apparatus and image reading apparatus using the same |
US20100238270A1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Intrepid Management Group, Inc. | Endoscopic apparatus and method for producing via a holographic optical element an autostereoscopic 3-d image |
US8284234B2 (en) | 2009-03-20 | 2012-10-09 | Absolute Imaging LLC | Endoscopic imaging using reflection holographic optical element for autostereoscopic 3-D viewing |
US8279527B2 (en) * | 2009-06-16 | 2012-10-02 | Delta Electronics, Inc. | Wide-angle projection optical system |
US8449504B2 (en) * | 2009-11-11 | 2013-05-28 | Calibra Medical, Inc. | Wearable infusion device and system |
JP2011253023A (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | Projection type video display device |
JP5533798B2 (en) * | 2011-07-04 | 2014-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | Projection optical system and projector equipped with the same |
JP5621723B2 (en) | 2011-07-04 | 2014-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | Projection optical system and projector equipped with the same |
JP2013029569A (en) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Seiko Epson Corp | Projection optical system and projector incorporating the same |
US9612515B2 (en) * | 2011-12-26 | 2017-04-04 | Young Optics Inc. | Projection apparatus and projection lens thereof capable of reducing focal length and aberration |
CN102967923B (en) * | 2012-10-26 | 2014-11-26 | 江苏宜清光电科技有限公司 | Wide angle projection objective and application thereof |
US8879782B2 (en) * | 2013-01-17 | 2014-11-04 | Disney Enterprises, Inc. | Projector light bulb |
JP5963057B2 (en) * | 2013-07-26 | 2016-08-03 | 株式会社リコー | Projection optical system and image projection apparatus |
US10107996B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-10-23 | Delta Electronics, Inc. | Wide-angle projection optical system |
TWI497114B (en) | 2013-12-05 | 2015-08-21 | Delta Electronics Inc | Wide-angle projection optical system |
JP6342827B2 (en) * | 2015-02-25 | 2018-06-13 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection display device |
KR102255272B1 (en) | 2015-08-21 | 2021-05-24 | 삼성전자주식회사 | Projection lens system and projection system |
JP6206560B2 (en) | 2015-09-28 | 2017-10-04 | 株式会社リコー | system |
CN107450166A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-08 | 精工爱普生株式会社 | Projection optics system and projection type video display device |
US10917683B2 (en) | 2016-10-12 | 2021-02-09 | Disney Enterprises, Inc. | Multimedia system for transforming any room into a show environment |
US10004984B2 (en) | 2016-10-31 | 2018-06-26 | Disney Enterprises, Inc. | Interactive in-room show and game system |
JP6836141B2 (en) | 2016-12-09 | 2021-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | Projection optics and projection type image display device |
JP7019961B2 (en) | 2017-04-20 | 2022-02-16 | コニカミノルタ株式会社 | Projection optics and projection equipment |
CN107664823A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-06 | 中山联合光电科技股份有限公司 | A kind of ultrashort out-of-focus projection's optical system of ultra-small volume 4K resolution ratio |
CN108254905B (en) * | 2017-12-20 | 2020-05-29 | 深圳市帅映科技股份有限公司 | Lens of 4K LCOS projection system |
WO2020013416A1 (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Image projection device |
CN111290105B (en) * | 2020-02-26 | 2022-05-24 | 歌尔股份有限公司 | Optical system and projection apparatus |
JP7505334B2 (en) | 2020-08-31 | 2024-06-25 | 株式会社リコー | Image Projection Device |
CN114545713B (en) * | 2021-12-31 | 2024-06-11 | 歌尔光学科技有限公司 | Projection optical system and electronic equipment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002122785A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-26 | Minolta Co Ltd | Oblique projection optical system |
JP2005292813A (en) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Sony Corp | Projection optical system and image projector |
JP2006195433A (en) * | 2004-12-13 | 2006-07-27 | Nitto Kogaku Kk | Optical system and rear projector |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3359152B2 (en) * | 1994-05-13 | 2002-12-24 | キヤノン株式会社 | Display device |
JP2003161885A (en) | 2001-11-29 | 2003-06-06 | Minolta Co Ltd | Oblique projection optical system |
JP2001264634A (en) | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Minolta Co Ltd | Rear projection optical system |
JP4731808B2 (en) | 2000-05-10 | 2011-07-27 | 三菱電機株式会社 | Image display device |
JP4223936B2 (en) | 2003-02-06 | 2009-02-12 | 株式会社リコー | Projection optical system, enlargement projection optical system, enlargement projection apparatus, and image projection apparatus |
JP2005301074A (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Konica Minolta Opto Inc | Projection optical system |
JP5006069B2 (en) * | 2006-05-01 | 2012-08-22 | 株式会社リコー | Projection optical system and image display apparatus |
-
2007
- 2007-02-27 JP JP2007047702A patent/JP5006069B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-04-30 DE DE602007003509T patent/DE602007003509D1/en active Active
- 2007-04-30 EP EP07251820A patent/EP1852723B1/en not_active Not-in-force
- 2007-04-30 US US11/742,036 patent/US7529032B2/en active Active
-
2009
- 2009-01-30 US US12/363,423 patent/US7911704B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002122785A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-26 | Minolta Co Ltd | Oblique projection optical system |
JP2005292813A (en) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Sony Corp | Projection optical system and image projector |
JP2006195433A (en) * | 2004-12-13 | 2006-07-27 | Nitto Kogaku Kk | Optical system and rear projector |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009222806A (en) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | Projection optical system and image projection apparatus |
US8337024B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection optical system and image display apparatus |
WO2012132297A1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection type display device |
US8820946B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-09-02 | Fujifilm Corporation | Projection optical system and projection display apparatus |
JP5727591B2 (en) * | 2011-03-28 | 2015-06-03 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection display device |
US9195037B2 (en) | 2011-03-28 | 2015-11-24 | Fujifilm Corporation | Projection display apparatus |
US9442358B2 (en) | 2013-09-19 | 2016-09-13 | Fujifilm Corporation | Projection optical system and projection-type display apparatus |
US9454070B2 (en) | 2013-09-19 | 2016-09-27 | Fujifilm Corporation | Projection optical system and projection-type display apparatus |
JP2014130365A (en) * | 2014-02-12 | 2014-07-10 | Ricoh Co Ltd | Image projection apparatus |
US9778551B2 (en) | 2015-06-25 | 2017-10-03 | Ricoh Company, Ltd. | Illumination optical system, optical engine, and image projection apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1852723A3 (en) | 2008-02-20 |
US20070253076A1 (en) | 2007-11-01 |
US20090141370A1 (en) | 2009-06-04 |
EP1852723B1 (en) | 2009-12-02 |
JP5006069B2 (en) | 2012-08-22 |
EP1852723A2 (en) | 2007-11-07 |
US7911704B2 (en) | 2011-03-22 |
DE602007003509D1 (en) | 2010-01-14 |
US7529032B2 (en) | 2009-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5006069B2 (en) | Projection optical system and image display apparatus | |
JP5030732B2 (en) | Projection optical system and image projection apparatus | |
JP5374848B2 (en) | Projection optical system | |
US9372388B2 (en) | Projection optical assembly with multiple refractive optical systems and related projector device | |
JP5484098B2 (en) | Projection optical system and image display apparatus | |
US7637621B2 (en) | Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus | |
JP4871517B2 (en) | Zoom lens and image projection apparatus having the same | |
JP5468966B2 (en) | Projection lens and projection display device using the same | |
JP5431077B2 (en) | Projection lens and projection display device | |
JP5302123B2 (en) | Projection zoom lens and projection display device | |
CN209746259U (en) | Projection optical system, projection device, and imaging device | |
JP2007079524A (en) | Projection optical system and projection image display device | |
JPWO2006043666A1 (en) | Projection optical system and projection type image display device | |
JP2009210594A (en) | Projection zoom lens and projection type display apparatus | |
JP2006330410A (en) | Projection optical unit and projection type image display device | |
JP2015138039A (en) | Projection optical system and image projection device | |
JP2011033657A (en) | Wide-angle projection zoom lens and projection display | |
JP2005106948A (en) | Projection optical system and picture projection device | |
JP2010078696A (en) | Image projector | |
JP2018036390A (en) | Wide angle lens, projection type display device, and imaging device | |
US7159988B2 (en) | Projection optical unit and projection image display apparatus | |
JP2011180602A (en) | Zoom lens and image projection device having the same | |
JP2014170186A (en) | Projection optical system and projector | |
JP2004333688A (en) | Projection lens and projection type image display device | |
JP4478443B2 (en) | Projection lens and projection-type image display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120522 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120524 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5006069 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |